JP7283938B2 - 半導体発光装置 - Google Patents
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Description
以下に示す実施形態は、技術的思想を具体化するための構成や方法を例示するものであって、各構成部品の材質、形状、構造、配置、寸法等を下記のものに限定するものではない。以下の実施形態は、種々の変更を加えることができる。
(第一実施形態)
以下、第一実施形態の半導体発光装置を図1から図11に従って説明する。
ここで、説明の便宜上、半導体発光装置A10の基板10の厚さ方向Zに対して直交する半導体発光装置A10の長辺方向を第1方向Xとし、厚さ方向Z及び第1方向Xの双方に対して直交する半導体発光装置A10の短辺方向を第2方向Yとする。
基板10は、主面11、裏面12、底面13、上面14、第1側面15及び第2側面16を有する。主面11及び裏面12は、厚さ方向Zに互いに反対側を向く。底面13及び上面14は、第2方向Yに互いに反対側を向く。第1側面15及び第2側面16は、第1方向Xに互いに反対側を向く。
図3に示すように、第1貫通溝171は、第1側面15及び底面13から窪む部分である。第1貫通溝171は、主面11の第1辺111と第2辺112とにつながる。図8に示すように、第1貫通溝171は、基板10の厚さ方向Zにおいて、主面11及び裏面12に達する。第1貫通溝171の厚さ方向Zに垂直な断面は、四半円形状である。第1貫通溝171には、第1貫通電極41が配置されている。
主面電極20は、主面電極20に搭載される半導体発光素子70を図10、図11に示す回路基板P10に電気的に接続するための導電部材である。
第1主面電極21は、第1基部211、ダイパッド212、接続部213を有している。第1基部211は、基板10の主面11において、基板10の底面13の側の第1辺111と、基板10の第1側面15の側の第2辺112の双方に接する部分である。本実施形態において、第1基部211は、中心角が90°の環状(四半環状)をなしている。第1基部211の内縁は、主面11の第1辺111と第2辺112とにつながる第1貫通溝171に交差している。
図3および図4に示すように、第1貫通電極41は、第1貫通溝171の内壁に沿って配置されている。図8に示すように、第1貫通電極41は、基板10の主面11まで延び、主面11の第1主面電極21と接する。また、第1貫通電極41は、基板10の裏面12まで延び、裏面12の第1裏面電極31と接する。したがって、第1貫通電極41は、第1主面電極21と第1裏面電極31とを電気的に接続する。
主面絶縁膜50は、第1主面電極21の一部を覆う第1絶縁膜51と、第2主面電極22の一部を覆う第2絶縁膜52とを有する。主面絶縁膜50は、絶縁性を有する樹脂材料からなる。主面絶縁膜50は、レジスト層であり、ソルダーレジスト層と称される。主面絶縁膜50は、例えばフィルム状のレジストを圧着して貼り付け、硬化することで、基板10の主面11に形成される。なお、主面絶縁膜50は、液体レジストを用いて形成してもよい。
先ず、複数の基板10を形成可能である基材材料を用意する。基材材料としては、両面に銅箔が設けられた両面積層基板を用いることができる。基材材料の両面の銅箔をエッチング等によりパターニングして、主面電極20の第1金属層201と裏面電極30の第1金属層301を形成する。基材材料に例えばドリルにより貫通孔を形成する。この貫通孔は、上記の第1貫通溝171及び第2貫通溝172となるものである。このとき、貫通孔は、主面電極20と裏面電極30となる銅箔を貫通する。例えば電解めっきにより、貫通孔の内面に貫通電極40を形成する。そして、主面電極20を覆う主面絶縁膜50と、裏面電極30の間の裏面絶縁膜60とを形成する。
図10、図11に示すように、半導体発光装置A10は、回路基板P10に実装される。回路基板P10は、上面に実装のためのランドP12を有している。半導体発光装置A10は、はんだP20によりランドP12に接続される。このとき、図3及び図4に示すように、半導体発光素子70の基板10において窪む第1貫通溝171及び第2貫通溝172に配置された第1貫通電極41及び第2貫通電極42に、図10、図11に示すはんだP20が入り込みそのはんだP20によって回路基板P10のランドP12に対して、半導体発光装置A10が実装される。
(1)半導体発光装置A10は、基板10の主面11に配置された主面電極20を覆う主面絶縁膜50を有している。この主面絶縁膜50は、第1主面電極21、第2主面電極22において、第1基部211、第2基部221を覆う第1絶縁膜51、第2絶縁膜52を有している。第1絶縁膜51は、第1主面電極21において、第1基部211とダイパッド212との間を覆うとともに、両端が基板10の主面11と接する部分を有している。したがって、第1基部211とつながる第1貫通電極41に付着したはんだP20は、第1基部211と第1絶縁膜51との間に浸入し難い。したがって、第1主面電極21と第1絶縁膜51との間から半導体発光装置A10の内部へのはんだP20の浸入が抑制されるため、ダイパッド212から半導体発光素子70が離れる不具合の発生を抑制できる。
図12、図13に示すように、半導体発光装置A11において、裏面電極30を構成する第1裏面電極31及び第2裏面電極32の第2方向Yの高さが、基板10の第2方向Yの高さの約3/4である。このような半導体発光装置A11としても、図10、図11に示す回路基板P10に対して十分な強度で実装できる。
以下、第二実施形態の半導体発光装置を図16から図24に従って説明する。
なお、この実施形態において、上記実施形態と同じ構成部材については同じ符号を付してその説明を省略する。
図17に示すように、主面電極20は、第1主面電極21と第2主面電極22とを備えている。
第1絶縁膜51は、第1基部211の表面と接続部213の表面とを覆う。また、第1絶縁膜51は、基板10の主面11において、第1辺111と第2辺112とに接するように、主面11と接する。そして、本実施形態の第1絶縁膜51は、第1基部211の角部211aを覆い、第1貫通溝171には入り込んでいない。したがって、本実施形態では、第1貫通電極41の内側面全体が露出している。
(第三実施形態)
以下、第三実施形態の半導体発光装置を図25、図26に従って説明する。
図25においては、理解の便宜上、封止樹脂を二点鎖線で示している。図26においては、理解の便宜上、封止樹脂を省略している。
図25及び図26に示すように、主面絶縁膜50は、第1絶縁膜51と第2絶縁膜52とを有する。
(第四実施形態)
以下、第四実施形態の半導体発光装置を図27から図29に従って説明する。
図27においては、理解の便宜上、封止樹脂を二点鎖線で示している。また、図28においては、理解の便宜上、封止樹脂を省略し、主面絶縁膜を二点鎖線で示している。
本実施形態の第1主面電極21は、第1基部211、ダイパッド212、ワイヤパッド214、接続部213を有している。ワイヤパッド214は、接続部213よりも基板10の上面14の側に設けられている。本実施形態において、ワイヤパッド222は、主面11の第4辺114に接している。
本実施形態の第1絶縁膜51は、ダイパッド212及びワイヤパッド222と第1基部211の間を覆い、第1主面電極21を横切って両端部511,512が基板10の主面11と接している。
(第五実施形態)
以下、第五実施形態の半導体発光装置を図30、図31に従って説明する。
図30においては、理解の便宜上、封止樹脂を二点鎖線で示している。また、図31においては、理解の便宜上、封止樹脂を省略している。
図30及び図31に示すように、本実施形態の主面電極20は、第1主面電極21と第2主面電極22とを有する。第1主面電極21及び第2主面電極22は、基板10の主面11の第4辺114(図31における上辺)に接していない。詳述すると、第1主面電極21の接続部213は、第1基部211から基板10の短手方向、つまり第2方向Yに沿って延びている。本実施形態において、第2方向Yにおける接続部213の上端はダイパッド212の上端と同じに位置しており、基板10の主面11の第4辺114と接していない。
(第六実施形態)
以下、第六実施形態の半導体発光装置を図32から図40に従って説明する。
図32から図39に示すように、半導体発光装置A60は、基板10、主面電極20、裏面電極30、貫通電極40、主面絶縁膜50、裏面絶縁膜60、半導体発光素子70、ワイヤ81、封止樹脂90を備える。なお、図32、図36~図39においては、理解の便宜上、封止樹脂を二点鎖線で示している。また、図34においては、理解の便宜上、封止樹脂を省略し、主面絶縁膜を二点鎖線で示している。
図34及び図35に示すように、基板10は、第1貫通溝171、第2貫通溝172、第3貫通溝173、及び第4貫通溝174を有している。
第1主面電極21は、第1基部211、ダイパッド212を有している。
第2基部221は、基板10の主面11において、基板10の底面13の側の第1辺111と、基板10の第2側面16の側の第3辺113と、基板10の上面14の側の第4辺114とに接する部分である。本実施形態において、第2基部221は、中心角が90°の円形状(四半円形状)である2つの切り欠き部を有している。各切り欠き部の内縁は、主面11の第1辺111と第3辺113とにつながる第2貫通溝172と、主面11の第3辺113と第4辺114とにつながる第4貫通溝174とにそれぞれ交差している。なお、本実施形態の第2基部221は、基板10の主面11の第1辺111、第3辺113、第4辺114に接するコ字状の部分である。
半導体発光素子70は、例えば発光ダイオード(LED)素子である。なお、半導体発光素子70は、LD、等の発光素子が用いられてもよい。図34に示すように、半導体発光素子70は、厚さ方向Zから視て正方形状である。
第1絶縁膜51は、第1主面電極21の第1基部211の表面全体を覆うとともに、第1主面電極21を跨いで第1辺111と第4辺114とに接する。また、本実施形態の第1絶縁膜51は、図39に示すように、第1貫通溝171に入り込む樹脂部分513と、第3貫通溝173に入り込む樹脂部分514とを有している。
図41に示すように、半導体発光装置A61は、第1貫通電極41、第2貫通電極42、第3貫通電極43、第4貫通電極44にそれぞれ対応する第1裏面電極31、第2裏面電極32、第3裏面電極33、第4裏面電極34を有する。このように、第1裏面電極31から第4裏面電極34の高さを低くすることにより、はんだP20により回路基板P10に実装した際にはんだP20が形成するフィレットP21が小さくなり、半導体発光装置A61を抑えることなく、半導体発光装置A61の姿勢を安定して回路基板P10に実装できる。
・上記各実施形態及び変更例に対し、複数の半導体発光素子を搭載した半導体発光装置としてもよい。
・上記各実施形態及び変更例に対し、裏面絶縁膜が省略されてもよい。
・上記各実施形態並びに各変更例は適宜組み合わせられてもよい。
10…基板
11…主面
12…裏面
13…底面
14…上面
15…第1側面
16…第2側面
171…第1貫通溝
172…第2貫通溝
20…主面電極
21…第1主面電極
211…第1基部
212…ダイパッド
213…接続部
22…第2主面電極
221…第2基部
222…ワイヤパッド
223…接続部
30…裏面電極
31…第1裏面電極
32…第2裏面電極
33…第3裏面電極
34…第4裏面電極
40…貫通電極
41…第1貫通電極
42…第2貫通電極
43…第3貫通電極
44…第4貫通電極
50…主面絶縁膜
51…第1絶縁膜
511,512…端部
52…第2絶縁膜
521,522…端部
60…裏面絶縁膜
61…第1裏面絶縁膜
62…第2裏面絶縁膜
63…第3裏面絶縁膜
64…第4裏面絶縁膜
70…半導体発光素子
71…主面
711,712…電極パッド
7242…裏面
81,82…ワイヤ
90…封止樹脂
X…第1方向
Y…第2方向
Z…厚さ方向
Claims (21)
- 厚さ方向において互いに反対側を向く主面及び裏面と、厚さ方向と直交する第1方向において互いに反対側を向く第1側面及び第2側面と、前記厚さ方向及び前記第1方向と直交する第2方向において互いに反対側を向く実装面及び上面と、を有し、前記主面は、前記実装面の側の第1辺と、前記第1側面の側の第2辺と、前記第2側面の側の第3辺と、前記上面の側の第4辺とを有する、基板と、
前記主面に配置され、前記主面の前記第1辺及び前記第2辺の双方に接する第1基部と、前記第1基部につながるダイパッドとを有する第1主面電極と、
前記主面に配置され、前記主面の前記第1辺及び前記第3辺の双方に接する第2基部と、前記第2基部につながるワイヤパッドとを有する第2主面電極と、
電極パッドを有し、前記ダイパッドに搭載された半導体発光素子と、
前記電極パッドと前記ワイヤパッドとを接続するワイヤと、
前記第1基部と前記ダイパッドとの間の部分を覆うとともに、両端部が前記主面と接する第1絶縁膜と、
前記第2基部と前記ワイヤパッドとの間の部分を覆うとともに、両端部が前記主面と接する第2絶縁膜と、
透光性を有し、前記主面、前記第1主面電極、前記第2主面電極、前記半導体発光素子、前記ワイヤ、前記第1絶縁膜、及び前記第2絶縁膜を覆う封止樹脂と、
を備え、
前記第1絶縁膜は、前記実装面の側から視て前記第1基部を前記第1方向の両側から覆うとともに前記厚さ方向から覆い、かつ、前記第1側面の側から視て前記第1基部を前記第2方向の両側から覆うとともに前記厚さ方向から覆うものであり、
前記第2絶縁膜は、前記実装面の側から視て前記第2基部を前記第1方向の両側から覆うとともに前記厚さ方向から覆い、かつ、前記第2側面の側から視て前記第2基部を前記第2方向の両側から覆うとともに前記厚さ方向から覆うものであり、
前記第1基部は、前記主面の前記第1辺、前記第2辺、及び前記第4辺に接し、
前記第2基部は、前記主面の前記第1辺、前記第3辺、及び前記第4辺に接する、
半導体発光装置。 - 前記基板は、前記第1側面と前記実装面とから窪む第1貫通溝と、前記第2側面と前記実装面とから窪む第2貫通溝とを有し、
前記半導体発光装置はさらに、
前記第1貫通溝に配置され、前記第1主面電極と接続された第1貫通電極と、
前記第2貫通溝に配置され、前記第2主面電極と接続された第2貫通電極と、
を備えた、
請求項1に記載の半導体発光装置。 - 前記第1絶縁膜は、前記実装面の側から視て、前記第1方向において前記第1基部を前記第1側面の側から覆う部分から連続的に前記第1貫通溝内に延びて、前記第1貫通電極の前記基板の前記主面の側を覆う部分を有し、
前記第2絶縁膜は、前記実装面の側から視て、前記第1方向において前記第2基部を前記第2側面の側から覆う部分から連続的に前記第2貫通溝内に延びて、前記第2貫通電極の前記基板の前記主面の側を覆う部分を有する、
請求項2に記載の半導体発光装置。 - 前記基板の前記裏面に配置され、前記第1貫通電極と接続された第1裏面電極と、
前記基板の前記裏面に配置され、前記第2貫通電極と接続された第2裏面電極と、
を備えた、請求項2又は請求項3に記載の半導体発光装置。 - 前記裏面は、前記実装面の側の第1辺と、前記第1側面の側の第2辺と、前記第2側面の側の第3辺と、前記実装面とは反対側を向く前記基板の上面の側の第4辺とを有し、
前記第1裏面電極は、前記第1辺及び前記第2辺の双方に接し、
前記第2裏面電極は、前記第1辺及び前記第3辺の双方に接する、
請求項4に記載の半導体発光装置。 - 前記基板は、前記第1側面と前記上面とから窪む第3貫通溝と、前記第2側面と前記上面とから窪む第4貫通溝とを有し、
前記半導体発光装置はさらに、
前記第3貫通溝に配置され、前記第1基部と接続された第3貫通電極と、
前記第4貫通溝に配置され、前記第2基部と接続された第4貫通電極と、
を備えた、
請求項2又は請求項3に記載の半導体発光装置。 - 前記基板の前記裏面に配置され、前記第1貫通電極及び前記第3貫通電極と接続された第1裏面電極と、
前記基板の前記裏面に配置され、前記第2貫通電極及び前記第4貫通電極と接続された第2裏面電極と、
を備えた、請求項6に記載の半導体発光装置。 - 前記基板の前記裏面に配置され、前記第1貫通電極と接続された第1裏面電極と、
前記基板の前記裏面に配置され、前記第2貫通電極と接続された第2裏面電極と、
前記基板の前記裏面に配置され、前記第3貫通電極と接続された第3裏面電極と、
前記基板の前記裏面に配置され、前記第4貫通電極と接続された第4裏面電極と、
を備えた、請求項6に記載の半導体発光装置。 - 厚さ方向において互いに反対側を向く主面及び裏面と、厚さ方向と直交する第1方向において互いに反対側を向く第1側面及び第2側面と、前記厚さ方向及び前記第1方向と直交する第2方向において互いに反対側を向く実装面及び上面と、を有し、前記主面は、前記実装面の側の第1辺と、前記第1側面の側の第2辺と、前記第2側面の側の第3辺と、前記上面の側の第4辺とを有する、基板と、
前記主面に配置され、前記主面の前記第1辺及び前記第2辺の双方に接する第1基部と、前記第1基部につながるダイパッドとを有する第1主面電極と、
前記主面に配置され、前記主面の前記第1辺及び前記第3辺の双方に接する第2基部と、前記第2基部につながるワイヤパッドとを有する第2主面電極と、
電極パッドを有し、前記ダイパッドに搭載された半導体発光素子と、
前記電極パッドと前記ワイヤパッドとを接続するワイヤと、
前記第1基部と前記ダイパッドとの間の部分を覆うとともに、両端部が前記主面と接する第1絶縁膜と、
前記第2基部と前記ワイヤパッドとの間の部分を覆うとともに、両端部が前記主面と接する第2絶縁膜と、
透光性を有し、前記主面、前記第1主面電極、前記第2主面電極、前記半導体発光素子、前記ワイヤ、前記第1絶縁膜、及び前記第2絶縁膜を覆う封止樹脂と、
を備え、
前記第1絶縁膜は、前記実装面の側から視て前記第1基部を前記第1方向の両側から覆うとともに前記厚さ方向から覆い、かつ、前記第1側面の側から視て前記第1基部を前記第2方向の両側から覆うとともに前記厚さ方向から覆うものであり、
前記第2絶縁膜は、前記実装面の側から視て前記第2基部を前記第1方向の両側から覆うとともに前記厚さ方向から覆い、かつ、前記第2側面の側から視て前記第2基部を前記第2方向の両側から覆うとともに前記厚さ方向から覆うものであり、
前記第1主面電極は、前記第1基部と前記ダイパッドとの間の第1接続部を有し、
前記第2主面電極は、前記第2基部と前記ワイヤパッドとの間の第2接続部を有し、
前記第1接続部は、前記基板の前記第4辺に接し、端面は前記封止樹脂から露出しており、
前記ワイヤパッドは、前記基板の前記第4辺に接し、端面は前記封止樹脂から露出している、
半導体発光装置。 - 前記基板は、前記第1側面と前記実装面とから窪む第1貫通溝と、前記第2側面と前記実装面とから窪む第2貫通溝とを有し、
前記半導体発光装置はさらに、
前記第1貫通溝に配置され、前記第1主面電極と接続された第1貫通電極と、
前記第2貫通溝に配置され、前記第2主面電極と接続された第2貫通電極と、
を備えた、
請求項9に記載の半導体発光装置。 - 前記第1絶縁膜は、前記実装面の側から視て、前記第1方向において前記第1基部を前記第1側面の側から覆う部分から連続的に前記第1貫通溝内に延びて、前記第1貫通電極の前記基板の前記主面の側を覆う部分を有し、
前記第2絶縁膜は、前記実装面の側から視て、前記第1方向において前記第2基部を前記第2側面の側から覆う部分から連続的に前記第2貫通溝内に延びて、前記第2貫通電極の前記基板の前記主面の側を覆う部分を有する、
請求項10に記載の半導体発光装置。 - 前記基板の前記裏面に配置され、前記第1貫通電極と接続された第1裏面電極と、
前記基板の前記裏面に配置され、前記第2貫通電極と接続された第2裏面電極と、
を備えた、請求項10又は11に記載の半導体発光装置。 - 前記裏面は、前記実装面の側の第1辺と、前記第1側面の側の第2辺と、前記第2側面の側の第3辺と、前記実装面とは反対側を向く前記基板の上面の側の第4辺とを有し、
前記第1裏面電極は、前記第1辺及び前記第2辺の双方に接し、
前記第2裏面電極は、前記第1辺及び前記第3辺の双方に接する、
請求項12に記載の半導体発光装置。 - 前記第1裏面電極及び前記第2裏面電極は、前記第4辺に接する、
請求項13に記載の半導体発光装置。 - 前記第1裏面電極及び前記第2裏面電極の前記第1辺から前記第4辺に向かう高さは、前記裏面において、前記第1辺から前記第4辺までの高さの3/4である、
請求項13に記載の半導体発光装置。 - 前記第1裏面電極及び前記第2裏面電極の前記第1辺から前記第4辺に向かう高さは、前記裏面において、前記第1辺から前記第4辺までの高さの1/2である、
請求項13に記載の半導体発光装置。 - 前記第1基部及び前記第2基部は、前記厚さ方向から視て四半環状である、
請求項9から請求項16のいずれか一項に記載の半導体発光装置。 - 前記第1主面電極は、前記第1絶縁膜から露出する表面を覆う金属膜を有し、
前記第2主面電極は、前記第2絶縁膜から露出する表面を覆う金属膜を有する、
請求項1から請求項17のいずれか一項に記載の半導体発光装置。 - 前記封止樹脂は、底面と第1側面及び第2側面を有し、
前記封止樹脂の底面、第1側面、第2側面はそれぞれ前記基板の底面、第1側面、第2側面と面一である、
請求項1から請求項18のいずれか一項に記載の半導体発光装置。 - 前記半導体発光素子は、前記電極パッドが配置された側の面とは反対側の裏面に第2電極パッドを有し、
前記半導体発光装置はさらに、前記第2電極パッドと前記ダイパッドとを接合する導電性の接合部材を有する、
請求項1から請求項19のいずれか一項に記載の半導体発光装置。 - 前記半導体発光素子は、前記電極パッドと並んで第2電極パッドを有し、
前記半導体発光装置はさらに、前記第2電極パッドと前記第1主面電極とを接続する第2ワイヤを有する、
請求項1から請求項19のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
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