JPH10261821A

JPH10261821A - 半導体発光装置及びその製造方法

Info

Publication number: JPH10261821A
Application number: JP10005109A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Oshio; 尾博明押; Iwao Matsumoto; 本岩夫松; Tsuguo Uchino; 野嗣男内; Yutaka Nagasawa; 澤裕永; Tadashi Umeji; 地正梅
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-01-15
Filing date: 1998-01-13
Publication date: 1998-09-29
Anticipated expiration: 2018-01-13
Also published as: JP3492178B2

Abstract

(57)【要約】【課題】樹脂封止体（５）と樹脂ステム（１０）との
密着性を向上させて耐湿性を向上させ、更に反射効率を
改善して発光効率を向上させた半導体発光装置を提供す
る。【解決手段】半導体発光素子（１）と、一端が外部に
導出され半導体発光素子の第１の電極に接続された第１
のリード（２１）の他端と一端が外部に導出され、半導
体発光素子１の第２の電極に電気的に接続された第２の
リード（２２）の他端と、この第２の電極と第２のリー
ドの他端とを接続するボンディングワイヤ（４）とを収
容し、光透過性樹脂封止体（５）が充填された凹部
（７）を有する樹脂ステム（１０）と、この樹脂ステム
の上面全体及びこの上面から所定の距離までの上部側面
全体を被覆し、レンズ作用を有する光透過性熟硬化樹脂
の突出部（９）とを備えている。突出部は封止用ケース
型の流動樹脂を硬化させて形成する。突出部は上面及び
上面から続く側面全体に周り込むので樹脂ステムに対す
る密着性が高い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インジケータ、メ
ッセージボード、視認表示装置等に使用され、樹脂封止
体と樹脂ステムとの密着性を向上させた半導体発光装置
及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体発光装置のひとつは、印刷
配線されたプリント基板に半導体発光素子をマウントボ
ンディングし、さらに、ケース型をプリント基板に密着
させてその端から樹脂を注入してレンズ作用を有する光
透過性樹脂の封止体を形成することにより得られてい
た。

【０００３】一方、従来のレンズのない表面実装型半導
体発光装置は、図２２に示す通りである。すなわち、樹
脂ステム１０には、凹部７が形成されており、その中に
半導体発光素子１が載置されている。この凹部７の傾斜
された側面８は、光の反射面として作用する。この樹脂
ステム１０にはリード２１、２２が一体化されている。
リード２１、２２は、Ｆｅ系又はＣｕ系の薄い金属板か
ら構成されたリードフレームを成形して得られる。樹脂
ステム１０は、このリードフレームとともにシリカ（Ｓ
ｉＯ₂）などの充填剤を含むポリカーボネイト（ＰＣ）
などの熱可塑性樹脂をインジェクション成形して得られ
る。リード２１、２２の半導体発光素子と接続する一端
部分は、樹脂ステム１０の凹部７の底面に配置されてい
る。半導体発光素子１は、銀（Ａｇ）などを含有する導
電性ペースト３などによりリード２１に固着されてい
る。半導体発光素子１の第１の電極はリード２１に接続
され、第２の電極はリード２２に電気的に接続される。
この第２の電極とリード２２とは金（Ａｕ）線などのボ
ンディングワイヤ４で接続されている。リード２１、２
２の一端部分と半導体発光素子１及びボンディングワイ
ヤ４を被覆する熱硬化性樹脂からなる光透過性樹脂封止
体５が樹脂ステム１０上に形成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述したよう
なプリント基板に半導体発光素子をマウントボンディン
グし、ケース型をプリント基板に密着させてその端から
樹脂を注入して形成した樹脂封止体を有する半導体発光
装置は、コストが高く、注入された樹脂の漏れも発生す
る。また、封止体の欠けや未充填部分が形成されたり、
気泡などの発生があり、外観的にも問題が生じていた。
また、高価なプリント基板を用いることや注入スピード
が遅いなどの理由から製造費用などの高いことも問題で
あった。

【０００５】一方、図２２に示す表面実装型半導体発光
装置ではレンズが取り付けられておおらず、集光効率が
低いという問題があった。さらに、熱硬化性樹脂からな
る樹脂封止体と熱可塑性樹脂からなる樹脂ステムとの密
着性が良くないという問題もあった。

【０００６】本発明は、このような事情により成された
ものであり、レンズ形成が容易であり、樹脂封止体と樹
脂ステムとの密着性を向上させて耐湿性を向上させ、さ
らに反射効率をあげて光の取り出し効率を向上させたコ
ストの低い半導体発光装置及びその製造方法を提供す
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明の半導体発光装置は、ＧａＰ、ＧａＡｌＡ
ｓ、ＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＡｌＰ、ＧａＮ、ＺｎＳｅ、
ＳｉＣ、ＢＮなどを用いた半導体発光素子と、第１のリ
ードと、第２のリードと、それらの一部を覆うように設
けられた樹脂部と、を有する樹脂ステムであって、前記
第１のリードの一端と前記第２のリードの一端とはそれ
ぞれ前記樹脂部から外部に導出され、前記樹脂部は、前
記半導体発光素子と、前記半導体発光素子の第１の電極
に電気的に接続された前記第１のリードの他端と、前記
半導体発光素子の第２の電極に電気的に接続された前記
第２のリードの他端と、を収容する凹部を有する、樹脂
ステムと、前記樹脂ステムの前記凹部に充填された光透
過性樹脂と、前記樹脂ステムの上面全体及びこの上面か
ら所定の距離まで延在する上部側面全体を被覆する光透
過性樹脂からなる突出部と、を備えていることを特徴と
する。

【０００８】また、前記樹脂ステムは、前記凹部の底部
に少なくとも１つの貫通孔を有することを特徴とする。
前記樹脂ステムは、その上面から下面に抜ける少なくと
も１つの貫通孔を有することを特徴とする。前記突出部
はレンズを構成し、前記突出部の垂直方向の中心線と前
記樹脂ステムの垂直方向の中心線とは一致し、前記半導
体発光素子の垂直方向の中心線は、これらの中心線と一
致するように構成されていることを特徴とする。

【０００９】さらに、前記半導体発光素子から放出され
る光を異なる波長の光に変換する蛍光体をさらに備えた
ことを特徴とする。ここで、前記蛍光体は、前記樹脂ス
テムの前記樹脂部に含有され、或いは、前記樹脂ステム
の前記凹部の内壁面上に塗布され、或いは、前記半導体
発光素子の裏面に塗布されたマウント用接着剤に含有さ
れ、或いは、前記凹部に充填された前記光透過性樹脂に
含有され、或いは、前記突出部を構成する前記光透過性
樹脂に含有されてなることを特徴とする。

【００１０】一方、前記樹脂ステムの前記凹部の水平方
向の断面形状は、前記第１及び第２のリードの導出方向
の径がこの方向と直角の方向の径より大きいことを特徴
とする。さらに、前記半導体発光素子の第１の電極は、
前記第１のリードとボンディングワイアにより接続さ
れ、前記半導体発光素子の第２の電極は、前記第２のリ
ードとボンディングワイアにより接続されていることを
特徴とする。或いは、前記樹脂ステムの前記凹部の水平
方向の断面形状における中心は、前記樹脂ステムの水平
方向の断面形状の中心からずれていることを特徴とす
る。さらに、前記半導体発光素子の第２の電極は前記第
２のリードとボンディングワイアにより接続され、前記
樹脂ステムの前記凹部の水平方向の断面形状における中
心は、樹脂ステムの水平方向の断面形状の中心から前記
第２のリードの導出方向にずれていることを特徴とす
る。

【００１１】また、前記凹部の内壁側面は、反射面を構
成していることを特徴とする。さらに、前記樹脂ステム
の前記樹脂部は、６５重量％以上の熱可塑性樹脂と、充
填剤３５重量％以下の充填剤からなり、前記充填剤が酸
化チタニウム、酸化シリコン、酸化アルミニウム等の高
反射性物質から構成され、前記酸化チタニウムの含有量
が１０〜１５重量％であることを特徴とする。

【００１２】本発明の半導体発光装置の製造方法は、第
１及び第２のリードを有するリードフレームと樹脂部と
を一体成型し、この樹脂部の上面に形成された凹部内に
おいてこれらリードの先端を対向するように配置させた
樹脂ステムを形成する工程と、前記凹部内に第１及び第
２の電極を有する半導体発光素子をマウントし、前記第
１のリードと前記第１の電極とを電気的に接続し、前記
第２のリードと前記第２の電極とを電気的に接続する工
程と、封止用ケース型に熱硬化性樹脂の流動樹脂を注入
する工程と、前記樹脂ステムの上面及びこの上面から延
在する上部側面を前記封止用ケース型内の前記流動樹脂
に漬ける工程と、前記流動樹脂を硬化させて前記樹脂ス
テムの上に光透過性樹脂からなる突出部を形成する工程
と、を備え、前記突出部はこの樹脂ステムの上面全体及
びこの上面から所定の距離まで延在する上部側面全体を
被覆するように形成することを第１の特徴とする。

【００１３】また、本発明の半導体発光装置の製造方法
は、第１及び第２のリードを有するリードフレームと樹
脂部とを一体成型し、この樹脂部の上面に形成された凹
部内においてこれらリードの先端を対向するように配置
させた樹脂ステムを形成する工程と、前記凹部内に第１
及び第２の電極を有する半導体発光素子をマウントし、
前記第１のリードと前記第１の電極とを電気的に接続
し、前記第２のリードと前記第２の電極とを電気的に接
続する工程と、前記半導体発光素子と第１及び第２のリ
ードの前記先端とを被覆するように熱硬化性樹脂の第１
の流動樹脂をこの凹部内に注入する工程と、封止用ケー
ス型に熱硬化性樹脂の第２の流動樹脂を注入する工程
と、前記樹脂ステムの凹部内の前記第１の流動樹脂を前
記封止用ケース型の前記第２の流動樹脂の表面に突き合
わせ、前記樹脂ステムを前記封止用ケース型内の前記第
２の流動樹脂に漬ける工程と、前記第１及び第２の流動
樹脂を硬化させて、前記凹部に光透過性樹脂封止体を形
成するとともに、前記樹脂ステム上に光透過性樹脂から
なる突出部を形成する工程と、を備え、前記突出部はこ
の樹脂ステム上面全体及びこの上面から所定の距離まで
延在する上部側面全体を被覆するように形成することを
特徴とする。

【００１４】ここで、前記樹脂ステムは、前記凹部が開
口されている上面を下にして前記封止用ケース型内の前
記第２の流動樹脂に漬けられることを特徴とする。ま
た、前記樹脂ステムは、前記封止用ケース型の開口端部
に前記リードフレームが当接するまで漬けられることを
特徴とする。さらに、前記封止用ケース型の開口端部に
はストッパ部が設けられ、前記樹脂ステムは、このスト
ッパ部に前記リードフレームが当接するまで潰けられる
ことを特徴とする。或いは、前記樹脂ステムにはストッ
パ部が設けられ、前記樹脂ステムは、このストッパ部に
前記リードフレームが当接するまで潰けられることを特
徴とする。

【００１５】一方、前記リードフレームには、前記第１
及び第２のリードからなるリード対が複数個形成されて
いることを特徴とする。また、前記封止用ケース型は、
複数個を一列に並べたケース型列からなることを特徴と
する。また、前記リードフレームの各リード対ごとに、
それぞれ前記樹脂ステムが形成され、これらの各樹脂ス
テムは、それぞれ前記ケース型列の対応する封止用ケー
ス型に漬けられることを特徴とする。

【００１６】ここで、前記第１の流動樹脂と前記第２の
流動樹脂とは互いに異なる樹脂材料からなることを特徴
とする。また、前記樹脂ステムの前記凹部内に前記流動
樹脂を充填する前に、前記樹脂ステムに紫外線を照射す
ることを特徴とする。

【００１７】本発明の半導体発光装置は、光透過性樹脂
の突出部が樹脂ステム上面から上部側面全体に周り込む
ように形成されているので突出部と樹脂ステムの密着性
が向上する。紫外線照射は、熱可塑性樹脂の祖樹脂ステ
ムと熱硬化性樹脂の光透過性樹脂との結合能力を向上さ
せる。半導体発光素子を突出部の垂直方向の中心線及び
樹脂ステムの垂直方向の中心線と一致させ、凹部の中心
ｌを樹脂ステムの中心からずれるように構成するにとに
より発光効率を向上させることができる。樹脂ステムの
貫通孔は、光透過性樹脂の樹脂ステムとの結合を容易に
する。ストッパ部は、突出部をリードフレーム（リー
ド）から離隔させることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して発明の実施
の形態を説明する。まず、図１乃至図４を参照して第１
の実施例を説明する。図１は、半導体発光装置の断面
図、図２は、半導体発光装置の平面図であり、この図の
Ａ−Ａ’線に沿う部分の断面図が図１である。図３は、
半導体発光素子の樹脂ステムの位置を説明する樹脂ステ
ムの概念平面図、図４は、図３に示すＡ−Ａ’線に沿う
部分の断面図である。

【００１９】図１に示すように、樹脂ステム１０は、リ
ードフレームを成形して形成されたリード２１、２２と
一体成形されてなる樹脂部１０Ａとを有する。樹脂部１
０Ａの上面には開口部が底面部より広く、側面に傾斜し
ている反射面８を有する凹部が形成されている。樹脂ス
テム１０の樹脂部１０Ａは、例えば、図示したように、
略正方形の下部と、略円形で凹部を有する上部とからな
る。凹部の底面にはリード２１、２２の端部が対向して
配置されている。リード２１、２２の他端は、互いに反
対方向に樹脂部から導出されている。これらのリード
は、リードフレームのカット／フォ−ミング工程におい
て成形される。ＧａＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＧａＡｓＰ、Ｉ
ｎＧａＡｌＰ、ＧａＮなどを材料とする半導体発光素子
１は、第１及び第２の電極（図示せず）を有し、凹部の
底面においてリード２１の端部にＡｇぺ一スト３などで
マウントされている。

【００２０】半導体発光素子１の第２の電極とリード２
２とはＡｕ線などのボンディングワイヤ４によって接続
されている。樹脂部１０Ａの凹部には、熱硬化性樹脂が
凹部の開口位置まで充填されて光透過性樹脂封止体５が
形成されている。この樹脂ステム１０上には、熱硬化性
樹脂から形成された光透過性樹脂封止体の突出部９が形
成されている。この突出部９は、例えば、レンズとして
用いられる。この突出部９は、樹脂封止体５の表面を含
む樹脂ステム１０の上面と、この上面から続く上部の側
面部とを被覆している。凹部内の半導体発光素子１は、
突出部９の垂直方向の中心線Ｏに沿って配置されてい
る。この中心線Ｏは、樹脂ステム１０の垂直方向の中心
線でもある。しかし、凹部は、その中心が樹脂ステム１
０上面の中心から外れるように配置形成されているの
で、凹部の垂直方向の中心線Ｏ’と前記中心線Ｏとは一
致しない。この構造により半導体発光素子１と反射面８
との距離が接近し、従来よりも反射面８を有効に作用さ
せることによって光の取り出し効率が向上する。突出部
９は、樹脂ステム１０の上部側面（長さｘ）の全体を被
覆するように樹脂ステム１０の上部側面より厚さｔだけ
大きい。そして、突出部９とリード２１又は２２とは接
触しておらず、突出部９からリード２１、２２までは、
所定の間隔ｙを有している。

【００２１】この実施例の場合、樹脂部１０Ａの１辺の
大きさが２．４ｍｍであっても、４．５ｍｍであっても
樹脂ステムの側面上における突出部９の厚さｔは、２ｍ
ｍ程度である。製造に際しては、樹脂ステム１０に突出
部９を取り付けてからリードフレームをカット／フォー
ミングしてリード２１、２２を成形して半導体発光装置
を完成する。リードのフォーミング形状は、ガルウィン
グ型、Ｊ−ベント型など様々な形状とすることができ
る。

【００２２】次に、図３及び図４を参照してこの実施例
における図１の半導体発光装置の樹脂ステムの構造をさ
らに詳細に説明する。これらの図は、半導体発光素子が
搭載された樹脂ステムの平面図及び断面図であり、半導
体発光素子の位置を明確にするために突出部の表示は省
略されている。樹脂ステム１０の樹脂部１０Ａは、略正
方形又は略長方形であり（例えば、３．０×３．４ｍｍ
又は５．０×５．４ｍｍ程度の大きさ）、上面１０’を
含む上部は、円筒状とされている。図３に示すＢ−Ｂ’
線及びＣ−Ｃ’線は、対向する各辺の中心線である。図
４には樹脂ステム１０の垂直方向の中心線Ｏが示されて
いる。前述のように樹脂ステム１０の上面１０’は、略
円形状をしており、その中に形成される凹部７は、略楕
円形（長径Ｒ、短径ｒ）である。リード２１、２２は、
一端が互いに対向して反対方向に延び、互いに対向する
辺からそれぞれ外部へ導出されている。そして、リード
２１、２２の導出方向は、中心線Ｂ−Ｂ’と同じであ
る。半導体発光素子１は、凹部７内に配置され、どの中
心線Ｂ−Ｂ’、Ｃ−Ｃ’、Ｏの上にも存在するように配
置されている。凹部７は、樹脂ステム上面１０’の中心
には形成されておらず、リードの導出方向においてリー
ド２２側に偏心している（リード２１の導出している辺
から凹部までの距離Ｈ＞リード２２の導出している辺か
ら凹部までの距離ｈ）。

【００２３】このように偏心させるのは、ボンディング
ワイヤの領域を確保するためである。すなわち、ボンデ
ィングワイアの領域を十分確保しながら、それ以外の方
向において反射面８と半導体発光素子１との間隔を図２
３及び図２４の従来例より小さくすることができる。図
示した従来例においても、半導体発光素子１は、中心線
Ｂ−Ｂ’、Ｃ−Ｃ’、Ｏの上に形成配置されている。し
かし、凹部７が樹脂ステム１０の中心に配置されている
ので、ボンディングワイヤ４のボンディング領域を確保
するために必然的に凹部７の面積は大きくなる。図３と
図２３とを比べてみても図２３の凹部は、図３の凹部よ
りも明らかに大きい（樹脂ステムは、図３及び図２３に
示すように同じ大きさである）。つまり、凹部７の底部
の端から半導体発光素子１までの距離は、本実施例の方
が小さい（Ｄ＞ｄ）。

【００２４】このように、本発明によれば、半導体発光
素子１と反射面８との距離を上来よりも近づけ、反射面
８をより有効に作用させることができる。すなわち、従
来よりもより多くの光を反射面８で反射させて外部に取
り出すことができるようになる。その結果として、光の
取り出し効率を改善することができる。

【００２５】また、本発明における突出部９を構成する
光透過性樹脂封止体は、熱硬化性樹脂からなり、一方、
樹脂ステム１０の樹脂部１０Ａは、熱可塑性樹脂から形
成されている。したがって、本来両者の密着性はあまり
よくは無い。しかし、本発明によれば、光透過性樹脂封
止体の突出部９が樹脂部１０Ａの上面だけでなく、この
上面に続く上部側面も被覆しているので、樹脂ステムと
光透過性樹脂封止体との付着強度は向上し、耐湿性が改
善されると共に、温度ストレスによるクラック等も少な
くなる。

【００２６】さらに、リードフレームに樹脂部１０Ａが
成型されているので、樹脂ステム１０の面出しが容易で
あり、リードフレームの加工が可能になる。また、完成
した半導体発光装置をセットなどに組み込む場合のマウ
ント性も向上する。

【００２７】次に、本発明の半導体発光装置の製造方法
を説明する。図５乃至図８は、本発明の第１実施例の半
導体発光装置の製造方法に関する説明図である。すなわ
ち、図５は、製造工程を示すフローチャート図、図６及
び図７は、光透過性樹脂の突出部を形成する工程の断面
図、図８は、樹脂ステムの断面図及び平面図である。

【００２８】図１に示す半導体発光装置を形成するため
に、次の処理が行われる。まず、リードフレームを樹脂
金型に装填し、熱可塑性樹脂をキャビティ内にインジェ
クションモールド法などにより充填する。これにより熱
可塑性樹脂からなる樹脂部１０Ａを有する樹脂ステム
（樹脂ステム）１０が形成される（図５（１））。樹脂
ステムにはその上面に凹部が形成されている。凹部には
リードフレームを構成するリードが所定の方向に配置さ
れている。リードの１つに半導体発光素子１（以下、チ
ップという）を取り付ける。この場合チップの第１の電
極にＡｇぺ一ストなどにより固着する（図５（２））。
チップの第２の電極にはボンディングワイヤの一端を接
続し、ボンディングワイヤの他端は、他のリードに接続
する（図５（３））。次に、チップが搭載されている凹
部に熱硬化性樹脂を充填する（図５（４））。一方、封
止用ケース型に未硬化の流動樹脂を注入する（図５
（５））。そして、封止用ケース型に樹脂ステムの上面
部分を漬ける（図５（６））。この処理工程について、
図６を用いて説明する。

【００２９】封止用ケース型１１には、流動樹脂１２が
注入されている。この流動樹脂に対して、樹脂ステム１
０をその上面を下にして漬けていき、ストッパとなるリ
ード２１、２２が封止用ケース型１１に突き当たるまで
下げていく。リード２１、２２が封止用ケース型１１に
当接した状態のまま流動樹脂が硬化するまで維持し、樹
脂が硬化して突出部９が形成されたら、封止用ケース型
から取り出す（図５（７））。この実施例では使用して
いないが、予め離型剤を封止用ケース型の内面に塗って
おくこともできる。このようにして形成された突出部９
は、例えば、レンズとして用いることができる。その後
リードフレームをカットし、リードを所望の形状に整形
する（図５（８））。次に、半導体発光装置のテストを
行ってから後処理を行い半導体発光装置を完成させる
（図５（９））。

【００３０】図７は、工程（６）、（７）の第２の方法
を示すものである。この場合、封止用ケース型１１には
開口部周辺にストッパとなる少なくとも１つの突起部１
３を設ける。樹脂ステム１０が上から降りてきたとき
に、リード２１、２２が突起部１３に当接する。すなわ
ち、リードが封止用ケース型に当たらないので、リード
と封止用ケース型の間を毛細管現象によって流動樹脂が
外に流れ出る（樹脂漏れ）ことは無い。図１に示す半導
体発光装置は、この方法で形成されたものであり、した
がって、突出部９の底面はリードとは接触しておらず、
所定の間隔ｙを有している。この間隔ｙは、封止用ケー
ス型１１の突起部１３の高さｙに相当する。当然のこと
であるが、リードと封止用ケ−ス型との間のスペーサ
は、図示したように封止用ケース型に設けるのではな
く、樹脂ステムに形成しても良い。突起部１３は、樹脂
ステム１０を漬けたときにリード（リードフレーム）が
接触しないように、その封止用ケース型における位置を
考慮する必要がある。

【００３１】図８は、工程（６）、（７）の第３の方法
を示すものである。この方法において、樹脂ステム１０
の凹部が形成されていない領域に、少なくとも１つの貫
通孔１４を形成する。図８は、樹脂ステム１０の四隅に
１つづつ貫通孔１４を設けた例を表す。このような構成
により、流動樹脂が注入された封止用ケース型に樹脂ス
テム１０を漬けたときに、注入された流動樹脂の逃げ道
とすることができる。

【００３２】次に、本発明の第２の半導体発光装置につ
いて説明する。図９は、半導体発光装置の平面図及び断
面図、図１０は、この半導体発光装置を形成する方法を
説明する半導体発光装置の断面図である。図９に示す半
導体発光装置は、図１と類似した構成を有する。樹脂ス
テム１０に半導体発光素子１が搭載され、光透過性樹脂
の樹脂封止体５が充填されている。そして、樹脂ステム
１０の樹脂封止体５を含んだ上面には、レンズ形状の光
透過性樹脂の突出部９が形成されている。突出部９は、
樹脂ステム１０の上面とそれに続く側面を覆うように形
成されているので、樹脂ステム１０と突出部９との密着
性が高い。半導体発光素子１は、突出部９と樹脂ステム
１０の垂直方向の中心線上に配置されている。また、光
の取り出し効率を高くするために、樹脂ステム１０の凹
部を中心よりリード２２が導出する方向の辺に近付くよ
うに偏心して形成配置されている（したがって、リード
２１が導出する方向の辺には遠ざかっている）。つま
り、ボンディングワイアの空間を確保しつつ、それ以外
の方向において、半導体発光素子１と反射面８との距離
が短くなるように構成されている。

【００３３】突出部９を形成するには、図１０に示した
ように、封止用ケース型１１と樹脂ステム１０の凹部７
との両方に熱硬化性樹脂の流動樹脂を充填した状態で、
樹脂ステム１０を上面から封止用ケース型の流動樹脂１
２の中に入り込むようにする。このようにすると、流動
樹脂が硬化する時に樹脂の収縮が発生しても、封止用ケ
ース型１１と樹脂ステム１０との間に位置（図１０の領
域Ａ、Ｂ）する樹脂が、補充または吸収することにな
る。したがって、樹脂の硬化後にも突出部９は、レンズ
形状を保持し、樹脂ステム１０との接合部も樹脂欠損を
生じない。

【００３４】また、硬化前の樹脂の外部への漏出を防止
するために、樹脂ステム１０と封止用ケース型とを強制
的に突き当てる必要もない。したがって、本発明によれ
ば、突き当て時の加圧力の安定性を確保する必要がなく
なり、封止用ケース型１１と樹脂ステム１０との組み合
わせ精度が低くて良いという利点も得られる。すなわ
ち、本発明によれば、組み合わせ部分の部品の精度が低
くて良く、製造が容易になる。

【００３５】次に、図１１を参照して本発明の半導体発
光装置の別の製造方法を説明する。図１１は、図９に示
す半導体発光装置を形成する他の方法を説明する半導体
発光装置の断面図である。樹脂ステム１０と封止用ケー
ス型１１の中の流動樹脂１２とを突き合わせるときに、
気泡が入り込むことがある。この実施例は、このような
気泡の発生を防ぐために考えられたものであり、高品質
の樹脂封止体を形成することができる。封止用ケース型
１１と樹脂ステム１０の凹部７との両方に熱硬化性樹脂
の流動樹脂を充填する。それぞれの液面は、凸面になる
ように量を調節する。このような状態で、樹脂ステム１
０を上面から封止用ケース型の流動樹脂１２の中に入り
込むようにする。両方の流動樹脂は、凸面の中央から接
触し、外周に向かって接触領域が広がる。そのため気泡
の巻き込みを十分に防ぐことができる。液面は、少なく
ともどちらか一方が凸面であれば良く、一方が凸面であ
れば、他方は平面又は凹面でも同様な効果が得られる。
また、樹脂ステム１０の凹部に気泡抜きの貫通孔１５を
形成しても同じような効果が得られる。

【００３６】次に、本発明の第３の半導体発光装置につ
いて説明する。従来、表面実装型半導体発光装置では、
次のような技術的課題があり、改善が要求されている。
構造上、レンズ形成が困難なため、低輝度であり、更
に、樹脂量のバラツキ、エポキシ樹脂の硬化収縮等によ
り、樹脂表面が凹むため、輝度のバラツキが大きい。
一般に、半導体発光素子／ステム反射面間での距離が長
く、とくに、ｌｎＧａＡｌＰ系の半導体発光素子の様に
活性層が素子表面近傍にある場合に反射板の効果が小さ
くなる。低Ｔｇ（ガラス転移温度）のエキポシ樹脂を
使用するので、周囲温度の変化により樹脂封止体のエキ
ポシ樹脂がボンディングワイヤ（Ａｕ線）に対し、樹脂
ストレスを加えて、その断線を加速させる。低Ｔｇの
エポキシ樹脂は硬化後の架橋密度が低く耐湿性に弱い。

【００３７】このような従来の半導体発光装置に対し
て、本実施例の半導体発光装置においては、図１と同様
に樹脂ステム１０に光透過性樹脂の突出部を形成すると
共に樹脂ステム１０の凹部にシリコン樹脂を充填するこ
とにより、周囲の温度変化による半導体発光素子及びＡ
ｕ線に対する樹脂ストレスを著しく軽減化させることが
できる。さらに、樹脂ステム１０の反射板８の高さを高
くして半導体発光素子１に近付け、素子の側面から放出
される光を上方へ反射させて光出力を向上させる。さら
に、反射板形状を回転放物線形状とする高出力、高品質
の半導体発光装置を提供することができる。

【００３８】図１２を参照しつつ、その製造方法につい
て説明すると以下の如くである。まず、鉄（Ｆｅ）系又
は銅（Ｃｕ）系からなるリードフレームから形成された
リード２１、２２を液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ＳＰＳ、
ＰＰＳ等の高耐熱性熱可塑性樹脂をインジェクション成
形して樹脂ステム１０を形成する。次に、紫外線照射を
施し、さらに、半導体発光素子１をＡｇペースト３で２
００℃×２時間程度で加熱固着する。さらに、Φ２５〜
Φ３０μｍのＡｕ線４で半導体発光素子１とリード２２
を接続する。次に、光透過性シリコン樹脂を樹脂ステム
１０に滴下して半導体発光素子１とＡｕ線４を完全に被
覆し、１５０℃×５時間程度加熱することにより封止体
５を形成する。次に、図示しないが、レンズに用いられ
る光透過性樹脂の突出部を第１の実施例と同じ方法で樹
脂ステム１０に形成させ、１２５℃×６時間程度加熱硬
化後、リード２１、２２を半田、Ｓｎ、Ａｕなどで外装
処理してからリードを切断し完成する。

【００３９】図１２は、半導体発光素子を搭載した樹脂
ステムの断面図である。ここでは、反射面を従来（図２
２参照）より半導体発光素子１に近付け、さらに反射面
の高さを高くすることにより発光素子の側面から放出さ
れる光を外部放出光として寄与させるようにした（側面
放出光は活性層を起点とするランバージョンが分在であ
るために、反射面の高さが高く、反射面が発光素子に近
いほど反射板効果は大きくなる）。ここで、図示した例
は平面状の反射板であるが、回転放物面の反射面を採用
することにより反射効果は更に大きくなる。

【００４０】また、本実施例においては、樹脂ステム１
０の凹部を封止する材料として、光透過性シリコン樹脂
を用いている。このように、シリコン樹脂を用いること
により、樹脂ストレスを顕著に低減することができると
いう効果が得られる。すなわち、従来の低Ｔｇエポキシ
樹脂では、周囲の温度変化によるエポキシ樹脂の熱膨張
や収縮がＡｕ線４にストレスを加えるため、長期間（１
００サイクル程度）温度サイクルを加えた場合、Ａｕ線
４が疲労断線を発生するという問題があった。これに対
して、本実施例のように、半導体発光素子１やＡｕ線４
の周囲をシリコン樹脂５で完全に被覆することにより、
封止体５の樹脂ストレスを顕著に低減することができる
と同時に、突出部９（図１参照）からの樹脂ストレスも
ほぼ無くすることができる（シリコン樹脂も熱膨張、収
縮するが、そのストレスは極端に小さく、無視すること
ができる）。

【００４１】更に、従来品は、エポキシ樹脂と熱可塑性
樹脂からなるステムとの密着性が悪いため、低Ｔｇのエ
ポキシ樹脂を使用していた。これに対して、本実施例に
おいては、前述のように樹脂ステムに紫外線照射を施す
ことにより、樹脂表面を活性化させ、高Ｔｇのエポキシ
樹脂でも密着性を向上させることが可能となり、半導体
発光装置の耐湿性レベルも大幅に向上させることができ
る。

【００４２】また、本実施例においては、Ｆｅ系または
Ｃｕ系のリードフレームを使用するため、コストが安
く、樹脂ステムをリードフレームに一体形成する工程も
インラインで行うため半導体発光装置の値段も安くでき
る。

【００４３】また、本実施例においては、ケース型の形
状がレンズ形状となっているため発光素子から放出され
た光が集光され、輝度が大幅に向上する。また、リード
フォーミング形状のバリェ一ションにより様々な用途に
対応できる。さらに、封止用ケース型を変えることによ
り多彩な光学特性を持つ半導体発光装置をラインナップ
できる。

【００４４】次に、図１３及び図１４を参照して本発明
の別の実施例を説明する。従来の樹脂ステムを構成する
熱可塑性樹脂に含まれる充填剤はシリカ（ＳｉＯ₂）が
主であり、反射率が低く、その結果として、光出力が低
くなるという問題があった。また、一般にエポキシ樹脂
等の熱硬化型樹脂と熱可塑性樹脂とは化学的結合が無い
ために密着性が悪く、低Ｔｇのエポキシ樹脂を使用して
いたために、耐湿性が劣るという問題点があった。

【００４５】これに対して本実施例では、図１に例示し
た半導体発光装置に用いられる樹脂ステム１０の樹脂部
１０Ａの組成を改善したものである。すなわち、本実施
例においては、熱可塑性樹脂と充填剤からなる反射板
を設けた樹脂ステムが、熱可塑性樹脂６５％以上、充填
剤３５％未満の重量比であり、充填剤が、酸化チタニウ
ム、酸化アルミニウムからなり、酸化チタニウムが重量
比で２０％以下であることを特徴とした樹脂性ステムを
使用する。また、熱可塑性樹脂材料としては、液晶ポ
リマ（ＬＣＰ）等の高耐熱性樹脂を使用する。さらに、
成形後の樹脂ステムに紫外線を照射することを特徴と
する。

【００４６】その製造方法について概説すると以下の如
くである。まず、ＮＳＤ等のＦｅ系又はＣｕ系の０．１
〜０．２ｍｍの薄い金属板のリードフレームを用意す
る。次に、そのリードフレーム上に、ＴｉＯ₂を主成分
とする充填剤を含むＬＣＰ、ＰＰＳ、ＳＰｇ等の高耐熱
性の熱可塑性樹脂を用いたインジェクション成形するこ
とにより、樹脂ステム１０を形成する。この樹脂ステム
１０にＧａＰ等の半導体発光素子１をＡｇペースト３で
固着後（２００℃において２時間程度）、極細（Φ２５
〜Φ３０μｍ）のボンディングワイヤ（Ａｕ線）４でワ
イヤボンディングする。その後、光透過性エポキシ樹脂
を樹脂ステム１０の凹部７（その側面は反射面になって
いる）に注入し、約１２０℃において８時間程度維持す
ることにより熱硬化させて封止体５を形成する（図１２
参照）。その後封止体５とおなじ材料の突出部９を前述
したいずれかの方法により、樹脂ステム１０上部に形成
する。その後、樹脂部１０Ａから突出しているリード部
分を半田又はＡｇ等で外装処理する。そして、リードフ
レームを切断、成形し、所定の形状に成形してリード２
１、２２を形成して半導体発光装置を完成させる（図１
参照）。

【００４７】半導体発光素子１は、その上面だけでな
く、四方の側面からも発光する。そこで、四方の反射板
（つまり、凹部７の反射面）の反射率を向上させるた
め、前述のように充填剤として、高反射性のＴｉＯ₂等
を使用する。図１３は、ＴｉＯ₂の含有量（Ｗｔ％）に
対する反射率（％）の変化を示したものである。ここ
で、ＴｉＯ₂（酸化チタニウム）の含有量が１０％以上
で反射率は飽和傾向にあることが分かる。一方、ＴｉＯ
₂は高価であり、かつ、高含有量（３０％以上）では樹
脂成形が困難となる傾向がある。従って、ＴｉＯ₂を１
０〜１５％の含有量に抑え、残りをＳｉＯ₂（シリ
カ）、Ａｌ₂Ｏ₃（アルミナ）等を充填剤として使用す
ることにより、安価で高反射率を有する樹脂ステムを形
成することができる。

【００４８】一方、一般に、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹
脂とは化学的結合が無い為、密着性が悪く、温度変化が
加わるとその傾向が更に顕著となる。その対策として、
熱可塑性樹脂をインジェクション成形して樹脂ステムを
形成後、その表面に紫外線を照射する。その後、エポキ
シ樹脂等の熱硬化性樹脂を注入し加熱することにより、
密着性を向上させることを示したのが図１４である。紫
外線照射量（ｍＪ／ｃｍ²）の増加に応じて接着強度
（Ｎ／ｃｍ²）は増加し、剥離モード発生量（％）は減
少しており、紫外線照射の効果は明らかである。

【００４９】この理由は、紫外線照射によって、樹脂ス
テム表面のＣ−Ｃ’、Ｃ−Ｈ結合を分離し、ダングリン
グボンド（未結合手）を形成し、その後に熱硬化性樹脂
を注入し加熱、硬化させることにより、熱可塑性樹脂の
ダングリングボンドが熱硬化性樹脂との化学結合に寄与
するからであると考えられる。その結果として、両者の
密着力を２倍程度増加することができる。従来は、密着
性を改善するために熱可塑性樹脂となじみの良い低Ｔｇ
の熱硬化性樹脂を使用していたが、耐湿性に対するマー
ジンが少なく、信頼性に対するマージンもその結果とし
て少なかった。これに対して、本実施例によれば、耐湿
性がマージンの高い高Ｔｇの熱硬化性樹脂の採用が可能
になり、信頼性に対するマージンも著しく向上する。

【００５０】次に、図１５及び図１６を参照しつつ本発
明のさらに別の実施例について説明する。本実施例は、
半導体発光素子として、例えば、ＧａＮ系などの材料か
らなる青色発光素子もしくは紫外線発光素子などを用い
たものである。図１５は、本実施例の半導体発光装置の
断面図、図１６は、その平面図であり、この図のＡ−
Ａ’線に沿う部分の断面図が図１５である。

【００５１】同図に例示した半導体発光装置において
は、半導体発光素子１’上面にｎ側電極とｐ側電極とが
形成され、それぞれがボンディングワイヤ４により、リ
ード２１、２２と接続されている。発光素子１’の裏面
は、通常は絶縁性の基板（例えば、サファイア基板）が
露出している。従って、リード２１と２２のいずれかの
上に発光素子１がマウントされても電気的な短絡は生じ
ない。なお、図示した例においては、半導体発光素子
１’は、リード２１、２２の長手方向に対して各辺が約
４５度程度傾けた状態でマウントされている。しかし、
本発明はこれに限定されるものではない。例えば、この
他にも、４５度以外の角度に傾斜させてマウントした
り、図１に例示したように傾斜させずにマウントしても
良い。

【００５２】図示した実施例においては、発光素子１’
の上面に第１の電極と第２の電極とが形成され、それぞ
れの電極にワイア４が接続されている。従って、樹脂部
１０Ａの凹部は、それぞれのワイア４の接続方向に伸び
た形状を有する。つまり、それぞれのワイア４のボンデ
ィング領域を確保しつつ、それ以外の方向において発光
素子１と反射面８との距離が小さくなるように構成され
ている。このように構成することにより、発光素子１’
の側面から放出される光に対して反射面８を有効に作用
させ、高い効率で外部に取り出すことができる。

【００５３】ここで、図示した例とは異なり、発光素子
１が前述の実施例のように裏面にｐ側もしくはｎ側の電
極を有するような構造のものである場合は、発光素子１
のマウントと結線は、前述したように構成すれば良い。
このような例としては、例えば、ＳｉＣ系材料やＺｎＳ
ｅ系材料やＢＮ系材料の発光素子を用いる場合を挙げる
ことができる。すなわち、これらの場合には、通常は、
ｎ型の半導体基板が用いられるために、図１に例示した
ように結線が施される。

【００５４】本実施例においては、さらに、蛍光体を添
加することにより、半導体発光素子１’から放出される
発光を異なる波長に変換して外部に取り出す新規な構造
の半導体発光装置を実現できる。例えば、樹脂部１０Ａ
の成形時に適当な蛍光体を混入させることにより、樹脂
ステムの反射面８に入射した発光素子１’からの光は波
長変換され、異なる波長の光として封止体５及びレンズ
９を通して発光装置の外部に取り出される。

【００５５】本実施例において使用される蛍光体の種類
としては、青色波長により励起されるＹＡＧ：Ｃｅ系蛍
光体（黄色発光）や、紫外線により励起されるＹ₂０₂
Ｓ：Ｅｕ（赤色発光）、（Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｅｕ）₁₀
（ＰＯ₄）₆・Ｃｌ₂（青色発光）、３（Ｂａ、Ｍｇ、
Ｅｕ、Ｍｎ）Ｏ・８Ａｌ₂Ｏ₃（緑色発光）などが挙げ
られる。

【００５６】ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体と青色発光素子とを組
み合わせた場合は、蛍光体からの黄色発光と発光素子か
らの青色発光とを混色させて白色発光を取り出すことが
できる。また紫外励起の赤色、緑色、青色発光蛍光体を
適当な比率で混合することにより白色発光を得ることも
できる。

【００５７】本発明に使用される発光素子としては、上
記のようにＧａＮ系材料の青色発光素子もしくは紫外線
発光などが挙げられる。もちろんＳｉＣ系材料やＺｎＳ
ｅ系材料やＢＮ系材料の発光素子を用いてもかまわな
い。

【００５８】蛍光体は樹脂部１０Ａの表面（反射面８）
に塗布することにより同様の効果を得ることができる。
その場合、特にステム１０に酸化チタンや酸化亜鉛など
の紫外線〜青色光をよく反射する物質を適量混合してお
くと、蛍光体塗布層を透過した発光素子からの一部の光
が反射面８で高い反射率で反射され、再び蛍光体塗布層
で波長変換されるため波長変換効率と光の外部取り出し
効率がいずれも高い半導体発光装置を実現できる。

【００５９】また、発光素子１のマウント用接着剤３
（Ａｇペーストなど）に蛍光体を混合させても、上記と
同様の効果を得ることができる。すなわち素子１の裏面
もしくは裏面方向へ放出された発光が蛍光体を含有した
接着剤３に入射すると、波長変換され、異なる波長の光
として封止体５及びレンズ９を通して発光装置の外部へ
取り出される。

【００６０】また、封止体５に上記蛍光体を混合させて
も同様の効果を得ることができる。図１７に、その工程
フロー図を示す（図１７（３”））。封止体材料（シリ
コーン樹脂、エポキシ樹脂等）にあらかじめ所定の蛍光
体を適当な配合比で混合させ、熱硬化成形することによ
り蛍光体を含有した封止体５を形成することができる。
この場合、封止体５はレンズ９を形成する前にあらかじ
め硬化させておくと、封止体５に混入された蛍光体がレ
ンズ成形時にレンズの方へ拡散せずに封止体５内のみに
含有させることができる。封止体５を硬化成形する時、
蛍光体の粒径や封止体樹脂の硬化前の粘度を調整してお
くと、樹脂の注入後に蛍光体が沈殿を起こし、封止体５
の表面側または発光素子１’のマウント面側に局在させ
ることも可能である。沈殿させることにより、蛍光体層
を高密度の薄膜状に形成し、その薄膜層の厚みを最適化
することにより、波長変換効率と光の取り出し効率を最
適化することが可能となる。

【００６１】発光素子１’からの放出光のほとんど全て
は蛍光体含有の封止体５に入射するので、樹脂部１０Ａ
や接着剤３に含有させるよりもさらに効率的に波長変換
することができる。また、同様に、レンズ９に上記の蛍
光体を含有させても同様の効果を得ることができる。封
止体の場合と同様に、レンズ材料（エポキシ樹脂等）に
あらかじめ所定の蛍光体を適当な配合比で混合させ、熱
硬化成形することにより蛍光体含有のレンズ９を形成す
ることができる。

【００６２】或いは、封止体５を注入、成形する前に、
蛍光体を発光素子１’の表面に塗布（コーティング）し
たり、蛍光体を混合した別の溶剤もしくは分散媒を発光
素子１を取り囲むようにプレディップしてもよい。この
場合においては、発光素子１’のマウント前に発光素子
１’に蛍光体を塗布しても良いし、発光素子１’のマウ
ント後にその表面に蛍光体を塗布しても良い。

【００６３】図１７にこの工程フロー図を示す（図１７
（１’）または（３’））。蛍光体を塗布する場合は、
塗布膜厚を調節することにより、波長変換効率と光の取
り出し効率を最適化することができる。

【００６４】次に、図１８及び図１９を参照しつつ本発
明のさらに別の実施例について説明する。本実施例は、
半導体発光素子として、いわゆるフリップチップタイプ
の素子を用いたものである。図１８は、本実施例の半導
体発光装置の断面図、図１９は、その平面図であり、こ
の図のＡ−Ａ’線に沿う部分の断面図が図１８である。

【００６５】同図に例示した半導体発光装置において
は、半導体発光素子１”は、その下面にｎ側電極とｐ側
電極とが形成され、リード２１、２２とに直接接続され
ている。発光素子１”から放出された光は、突出部９を
介して外部に取り出される。本実施例においては、半導
体発光素子１”とリード２１、２２とを接続するワイア
が不要となるので、発光素子１”の周囲にボンディング
領域を確保する必要がない。その結果として、発光素子
１”の周囲のいずれの方向においても反射面８との距離
を最小にすることが可能となる。すなわち、発光素子
１”のいずれの側面から放出される光に対しても反射面
８を有効に作用させて極めて高い効率で外部に取り出す
ことができるようになる。

【００６６】ここで、発光素子１”は、例えば、Ｇａ
Ｐ、ＧａＡｌＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＡｌＰ、Ｇａ
Ｎなどを材料とする半導体発光素子とすることができ
る。特に、ＧａＮ系材料や、ＳｉＣ系材料、ＺｎＳｅ系
材料、或いはＢＮ系材料を用いた発光素子の場合には、
図１５乃至図１７に関して前述したように、所定の蛍光
体を樹脂ステム１０の樹脂部１０Ａに混入させるか、樹
脂部１０Ａの凹部の内壁面上に塗布するか、封止体５に
混入させるか、レンズ９に混入させるか、あるいは半導
体発光素子１”の表面などに適宜塗布することにより、
波長変換して外部に取り出すことも可能である。

【００６７】以上説明した各実施例は、単独の半導体発
光装置の製造方法を説明したが、実際は、図２０及び図
２１に示すように、複数の半導体発光装置を同時に製造
することができる。すなわち、リードフレーム２（図２
０）のそれぞれのリード対２１、２２にそれそれ樹脂部
１０Ａを取り付け、複数の封止用ケース型１１を一連と
したケース型連をこれに対応させることによって光透過
性樹脂の突出部を樹脂ステムに形成するようにして量産
化を図ることができる（図２１）。前述の実施例で用い
たリードフレームの幅（対向する一対のリードとフレー
ム部分とを合わせた長さ）は、約５５ｍｍ程度である。
ケース型連とリードフレームとの位置合せを十分行え
ば、突出部を正確に樹脂ステム１０に取り付けることが
できる。

【００６８】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に説明する効果を奏する。すなわち、本発
明は、以上の構成により、光透過性熱硬化性樹脂の突出
部と熱可塑性樹脂の樹脂ステムの密着性を著しく高くす
る。その結果として、半導体発光装置の信頼性が顕著に
向上する。

【００６９】また、本発明によれば、発光素子に接続す
るワイアのボンディング領域を確保しつつ、それ以外の
方向において発光素子と樹脂ステムの反射面との距離が
小さくなるように構成されている。このように構成する
ことにより、発光素子の側面から放出される光に対して
反射面を有効に作用させ、光を高い効率で外部に取り出
すことができるようになる。

【００７０】さらに、本発明によれば、樹脂ステムの樹
脂部の材質を独特の組成とすることにより、高反射率を
有し、且つ安価な樹脂ステムを提供することができる。
また、本発明は、リードフォーミング形状のバリエーシ
ョンにより様々な用途に対応できる。さらに、封止用ケ
ース型を変えることにより、多彩な光学特性を持つ半導
体発光装置をラインナップできる。

【００７１】一方、本発明によれば、所定の蛍光体を樹
脂ステムの樹脂部に混入させるか、樹脂部の凹部の内壁
面上に塗布するか、封止体に混入させるか、レンズに混
入させるか、あるいは半導体発光素子の表面などに適宜
塗布することにより、発光素子から放出される光を波長
変換して外部に取り出すことができる。その結果とし
て、例えば、青色や紫外線の発光素子を用いて赤色、緑
色やその他の中間色或いは、これらの複数の波長を有す
る光を容易に得ることができ、半導体発光装置の応用範
囲を大幅に拡大することができる。

【００７２】以上説明したように、本発明によれば、光
の取り出し効率が高く、高信頼性を有し、発光波長の範
囲も広範で応用範囲が極めて広い半導体発光装置及びそ
の製造方法を提供することができるようになり産業上の
メリットは多大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体発光装置の断面図（図２のＡ−
Ａ’線に沿う部分）。

【図２】本発明の半導体発光装置の平面図。

【図３】本発明の樹脂ステムの概念平面図。

【図４】図３のＡ−Ａ’線に沿う部分の断面図。

【図５】本発明の半導体発光装置の製造工程のフローチ
ャート図。

【図６】本発明の封止用ケース型と樹脂ステムの断面
図。

【図７】本発明の封止用ケース型の断面図及び平面図。

【図８】本発明の樹脂ステムの断面図及び平面図。

【図９】本発明の半導体発光装置の平面図及び断面図。

【図１０】本発明の封止用ケース型と樹脂ステムの断面
図。

【図１１】本発明の封止用ケース型と樹脂ステムの断面
図。

【図１２】本発明の樹脂ステムの断面図。

【図１３】本発明の酸化チタニウムの組成比による反射
率の変化を示す特性図。

【図１４】本発明の紫外線照射による密着力の変化を示
す特性図。

【図１５】本発明の半導体発光装置の断面図（図１６の
Ａ−Ａ’線に沿う部分）。

【図１６】本発明の半導体発光装置の平面図。

【図１７】本発明の半導体発光装置の製造工程のフロー
チャート図。

【図１８】本発明の半導体発光装置の断面図（図１９の
Ａ−Ａ’線に沿う部分）。

【図１９】本発明の半導体発光装置の平面図。

【図２０】本発明に用いられるリードフレームの平面
図。

【図２１】本発明のケース型連と一連の樹脂ステムの断
面図。

【図２２】従来の半導体発光装置の断面図。

【図２３】従来の樹脂ステムの平面図。

【図２４】図２３のＡ−Ａ’線に沿う部分の断面図。

【符号の説明】

１、１’、１” 半導体発光素子２リードフレーム３Ａｇペースト４ボンディングワイヤ（Ａｕ線）５光透過性樹脂の封止体（シリコン樹脂、エポキシ樹
脂）７樹脂ステムの凹部８反射面９光透過性樹脂の突出部（レンズ）１０樹脂ステム１０Ａ樹脂部１１封止用ケース型１２流動樹脂１３突起部１４、１５貫通孔２１、２２リード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者永澤裕福岡県北九州市小倉北区下到津１−10−１株式会社東芝北九州工場内 (72)発明者梅地正福岡県北九州市小倉北区下到津１−10−１株式会社東芝北九州工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体発光素子と、第１のリードと、第２のリードと、それらの一部を覆う
ように設けられた樹脂部と、を有する樹脂ステムであっ
て、前記第１のリードの一端と前記第２のリードの一端
とはそれぞれ前記樹脂部から外部に導出され、前記樹脂
部は、前記半導体発光素子と、前記半導体発光素子の第
１の電極に電気的に接続された前記第１のリードの他端
と、前記半導体発光素子の第２の電極に電気的に接続さ
れた前記第２のリードの他端と、を収容する凹部を有す
る、樹脂ステムと、前記樹脂ステムの前記凹部に充填された光透過性樹脂
と、前記樹脂ステムの上面全体及びこの上面から所定の距離
まで延在する上部側面全体を被覆する光透過性樹脂から
なる突出部と、を備えていることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】前記樹脂ステムは、前記凹部の底部に少な
くとも１つの貫通孔を有することを特徴とする請求項１
記載の半導体発光装置。
【請求項３】前記樹脂ステムは、その上面から下面に抜
ける少なくとも１つの貫通孔を有することを特徴とする
請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項４】前記突出部はレンズを構成し、前記突出部
の垂直方向の中心線と前記樹脂ステムの垂直方向の中心
線とは一致し、前記半導体発光素子の垂直方向の中心線
は、これらの中心線と一致するように構成されているこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
の半導体発光装置。
【請求項５】前記半導体発光素子から放出される光を異
なる波長の光に変換する蛍光体をさらに備えたことを特
徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の半導体発
光装置。
【請求項６】前記蛍光体は、前記樹脂ステムの前記樹脂
部に含有されてなることを特徴とする請求項５記載の半
導体発光装置。
【請求項７】前記蛍光体は、前記樹脂ステムの前記凹部
の内壁面上に塗布されていることを特徴とする請求項５
記載の半導体発光装置。
【請求項８】前記蛍光体は、前記半導体発光素子の裏面
に塗布されたマウント用接着剤に含有されてなることを
特徴とする請求項５記載の半導体発光装置。
【請求項９】前記蛍光体は、前記凹部に充填された前記
光透過性樹脂に含有されてなることを特徴とする請求項
５記載の半導体発光装置。
【請求項１０】前記蛍光体は、前記突出部を構成する前
記光透過性樹脂に含有されてなることを特徴とする請求
項５記載の半導体発光装置。
【請求項１１】前記樹脂ステムの前記凹部の水平方向の
断面形状は、前記第１及び第２のリードの導出方向の径
がこの方向と直角の方向の径より大きいことを特徴とす
る請求項１〜１０のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項１２】前記半導体発光素子の第１の電極は、前
記第１のリードとボンディングワイアにより接続され、前記半導体発光素子の第２の電極は、前記第２のリード
とボンディングワイアにより接続されていることを特徴
とする請求項１１記載の半導体発光装置。
【請求項１３】前記樹脂ステムの前記凹部の水平方向の
断面形状における中心は、前記樹脂ステムの水平方向の
断面形状の中心からずれていることを特徴とする請求項
１１記載の半導体発光装置。
【請求項１４】前記半導体発光素子の第２の電極は前記
第２のリードとボンディングワイアにより接続され、前記樹脂ステムの前記凹部の水平方向の断面形状におけ
る中心は、樹脂ステムの水平方向の断面形状の中心から
前記第２のリードの導出方向にずれていることを特徴と
する請求項１３記載の半導体発光装置。
【請求項１５】前記凹部の内壁側面は、反射面を構成し
ていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記
載の半導体発光装置。
【請求項１６】前記樹脂ステムの前記樹脂部は、６５重
量％以上の熱可塑性樹脂と、充填剤３５重量％以下の充
填剤からなり、前記充填剤が酸化チタニウム、酸化シリ
コン、酸化アルミニウム等の高反射性物質から構成さ
れ、前記酸化チタニウムの含有量が１０〜１５重量％で
あることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１つに
記載の半導体発光装置。
【請求項１７】第１及び第２のリードを有するリードフ
レームと樹脂部とを一体成型し、この樹脂部の上面に形
成された凹部内においてこれらリードの先端を対向する
ように配置させた樹脂ステムを形成する工程と、前記凹部内に第１及び第２の電極を有する半導体発光素
子をマウントし、前記第１のリードと前記第１の電極と
を電気的に接続し、前記第２のリードと前記第２の電極
とを電気的に接続する工程と、封止用ケース型に熱硬化性樹脂の流動樹脂を注入する工
程と、前記樹脂ステムの上面及びこの上面から延在する上部側
面を前記封止用ケース型内の前記流動樹脂に漬ける工程
と、前記流動樹脂を硬化させて前記樹脂ステムの上に光透過
性樹脂からなる突出部を形成する工程と、を備え、前記突出部はこの樹脂ステムの上面全体及びこの上面か
ら所定の距離まで延在する上部側面全体を被覆するよう
に形成することを特徴とする半導体発光装置の製造方
法。
【請求項１８】第１及び第２のリードを有するリードフ
レームと樹脂部とを一体成型し、この樹脂部の上面に形
成された凹部内においてこれらリードの先端を対向する
ように配置させた樹脂ステムを形成する工程と、前記凹部内に第１及び第２の電極を有する半導体発光素
子をマウントし、前記第１のリードと前記第１の電極と
を電気的に接続し、前記第２のリードと前記第２の電極
とを電気的に接続する工程と、前記半導体発光素子と第１及び第２のリードの前記先端
とを被覆するように熱硬化性樹脂の第１の流動樹脂をこ
の凹部内に注入する工程と、封止用ケース型に熱硬化性樹脂の第２の流動樹脂を注入
する工程と、前記樹脂ステムの凹部内の前記第１の流動樹脂を前記封
止用ケース型の前記第２の流動樹脂の表面に突き合わ
せ、前記樹脂ステムを前記封止用ケース型内の前記第２
の流動樹脂に漬ける工程と、前記第１及び第２の流動樹脂を硬化させて、前記凹部に
光透過性樹脂封止体を形成するとともに、前記樹脂ステ
ム上に光透過性樹脂からなる突出部を形成する工程と、を備え、前記突出部はこの樹脂ステム上面全体及びこの上面から
所定の距離まで延在する上部側面全体を被覆するように
形成することを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
【請求項１９】前記樹脂ステムは、前記凹部が開口され
ている上面を下にして前記封止用ケース型内の前記第２
の流動樹脂に漬けられることを特徴とする請求項１７又
は請求項１８に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項２０】前記樹脂ステムは、前記封止用ケース型
の開口端部に前記リードフレームが当接するまで漬けら
れることを特徴とする請求項１７乃至請求項１９のいず
れかに記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項２１】前記封止用ケース型の開口端部にはスト
ッパ部が設けられ、前記樹脂ステムは、このストッパ部
に前記リードフレームが当接するまで潰けられることを
特徴とする請求項２０に記載の半導体発光装置の製造方
法。
【請求項２２】前記樹脂ステムにはストッパ部が設けら
れ、前記樹脂ステムは、このストッパ部に前記リードフ
レームが当接するまで潰けられることを特徴とする請求
項２０に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項２３】前記リードフレームには、前記第１及び
第２のリードからなるリード対が複数個形成されている
ことを特徴とする請求項１７乃至請求項２２のいずれか
に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項２４】前記封止用ケース型は、複数個を一列に
並べたケース型列からなることを特徴とする請求項１７
乃至請求項２３のいずれかに記載の半導体発光装置の製
造方法。
【請求項２５】前記リードフレームの各リード対ごと
に、それぞれ前記樹脂ステムが形成され、これらの各樹
脂ステムは、それぞれ前記ケース型列の対応する封止用
ケース型に漬けられることを特徴とする請求項２３乃至
請求項２４に記戟の半導体発光装置の製造方法。
【請求項２６】前記第１の流動樹脂と前記第２の流動樹
脂とは互いに異なる樹脂材料からなることを特徴とする
請求項１７乃至請求項２５のいずれかに記載の半導体発
光装置の製造方法。
【請求項２７】前記樹脂ステムの前記凹部内に前記流動
樹脂を充填する前に、前記樹脂ステムに紫外線を照射す
ることを特徴とする請求項１７乃至請求項２６のいずれ
かに記載の半導体発光装置の製造方法。