JPH104216A - Optical semiconductor device and light-emitting device using thereof - Google Patents
Optical semiconductor device and light-emitting device using thereofInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本願発明は、リード・フレー
ム上に独立に駆動可能な複数種の光半導体素子を有する
光半導体装置に関し、特に、使用環境下によらず電気的
特性、光特性、信頼性及び生産性に優れた光半導体装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical semiconductor device having a plurality of types of optical semiconductor elements which can be driven independently on a lead frame, and more particularly, to electrical characteristics, optical characteristics and reliability regardless of the use environment. The present invention relates to an optical semiconductor device excellent in productivity and productivity.
【0002】[0002]
【従来の技術】今日、LSI等のシリコン・テクノロジ
ー及び光通信等の発展により、大量の情報を処理及び伝
送することが可能となった。これに伴い、多量な情報を
送受する光半導体装置、具体的には光センサーや太陽電
池などの受光装置や発光ダイオードやLDなどの発光装
置さらには、それらを組み合わせた光プリンタ、フォト
インタラプタやLEDディスプレイなどに対する社会の
要求が、ますます高まりを見せている。2. Description of the Related Art Today, with the development of silicon technology such as LSI and optical communication, it has become possible to process and transmit a large amount of information. Along with this, optical semiconductor devices that transmit and receive a large amount of information, specifically, light-receiving devices such as optical sensors and solar cells, light-emitting devices such as light-emitting diodes and LDs, and optical printers, photointerrupters and LEDs that combine them Society's demands for displays and the like are increasing more and more.
【0003】このような光半導体装置の一つとして、リ
ード電極の先端部の端面上に配された半導体素子と、他
のリード電極先端部の端面上とをボンディングし所望に
応じて複数の発光色が発光可能なLEDランプなどがあ
る。この光半導体装置は、複数の光半導体素子が配置さ
れたマウント・リードと、マウント・リードに近接して
設けられ光半導体素子とインナーリードを各々電気的に
接続させるボンディングワイヤーを有する。複数個の光
半導体素子は、混色性向上などの観点から互いに密接し
て配置されると共に独立に駆動させるため複数のボンデ
ィングワイヤーが張られている。このため光半導体素子
の電極からインナー・リードに延びているボンディング
ワイヤーは、製造工程やその後の外部環境変化(外部環
境からの加熱や光半導体素子の駆動に伴う昇温、光半導
体素子を保護するモールド部材の熱膨張、熱収縮)など
によって互いに近接、接触するなどし、光半導体装置と
しての機能低下や光半導体素子の破壊などが生ずる場合
がある。この様なボンディングワイヤーの接触を防ぐ半
導体装置としては、特開平3−55888号、特開平4
−82279号等が挙げられる。As one of such optical semiconductor devices, a semiconductor element disposed on an end face of a tip of a lead electrode is bonded to an end face of another tip of a lead electrode, and a plurality of light emitting devices are formed as required. There are LED lamps capable of emitting color. This optical semiconductor device has a mount lead on which a plurality of optical semiconductor elements are arranged, and a bonding wire provided close to the mount lead and electrically connecting the optical semiconductor element and the inner lead. The plurality of optical semiconductor elements are arranged close to each other from the viewpoint of improving color mixing and the like, and are provided with a plurality of bonding wires for independent driving. For this reason, the bonding wire extending from the electrode of the optical semiconductor element to the inner lead protects the optical semiconductor element by protecting the optical semiconductor element from a change in an external environment (e.g., heating from the external environment or driving of the optical semiconductor element). Due to such factors as thermal expansion and thermal contraction of the mold member, they may come close to or come into contact with each other, which may cause a decrease in the function of the optical semiconductor device or breakage of the optical semiconductor element. As a semiconductor device for preventing such contact of a bonding wire, Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. -82279.
【0004】特開平3−55888号公報には、図4に
示す如く、複数の光半導体素子と、光半導体素子が配置
されたマウント・リードと、マウント・リードの光半導
体素子とインナーリードの先端部とを複数のワイヤーに
よって各々電気的に接続させると共に、インナー・リー
ドのうちマウント・リードに最も近いリードから最も離
れたリード方向へ順次インナー・リードの先端部が高く
なるよう或いは、マウント・リードの先端部の中心と複
数のインナー・リードの先端部のワイヤ接続部分とが同
一直線上にない構成とし、ワイヤー同士の接触を防止す
ることが開示されている。Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-55888 discloses a plurality of optical semiconductor elements, a mount lead on which the optical semiconductor elements are arranged, an optical semiconductor element of the mount lead, and a tip of an inner lead, as shown in FIG. And the plurality of wires are electrically connected to each other by a plurality of wires, and the tip of the inner lead is gradually increased in the direction of the lead farthest from the lead closest to the mount lead among the inner leads. It has been disclosed that the center of the tip of the inner lead and the wire connection portion of the tip of the plurality of inner leads are not on the same straight line to prevent contact between the wires.
【0005】また、特開平4−82279号公報には、
図5の如く、先端部の端面上に複数個の半導体素子が配
される第1のリード電極と、各先端部端面には半導体素
子との間で電気的接続が図られるボンディングワイヤー
の接続部がそれぞれ設けられた第2のリード電極とを有
し、ボンディングワイヤーが接続される端面から見て複
数本の第2のリード電極接続部が一直線上に配列されな
いように構成することによって互いに非常に接近し又は
交差するボンディングワイヤーのボンディングを容易に
することが開示されている。[0005] Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-82279 discloses that
As shown in FIG. 5, a first lead electrode on which a plurality of semiconductor elements are arranged on an end face of a tip portion, and a bonding wire connection portion for electrically connecting the semiconductor element to each of the tip end faces. And a second lead electrode provided respectively, and when the plurality of second lead electrode connection portions are not arranged in a straight line when viewed from the end face to which the bonding wire is connected, the two lead electrodes can be very mutually connected. It is disclosed to facilitate bonding of approaching or intersecting bonding wires.
【0006】しかしながら、上記の各光半導体装置は、
ボンディングワイヤーの接触やボンディングの容易性を
向上させることはできるが、十分に半導体特性を向上さ
せるとはできない。すなわち、今日の光半導体素子は、
温湿度サイクルの厳しい様々な環境下において使用され
ている。そのような環境下においても半導体特性、光特
性及び信頼性の向上が求められる場合においては上記構
成の光半導体素子では十分ではなく更なる特性向上が求
められている。However, each of the above optical semiconductor devices is
Although the contact of the bonding wires and the ease of bonding can be improved, the semiconductor characteristics cannot be sufficiently improved. That is, today's optical semiconductor devices are:
It is used in various environments with severe temperature and humidity cycles. Even in such an environment, when semiconductor characteristics, optical characteristics, and reliability are required to be improved, the optical semiconductor device having the above configuration is not sufficient, and further improvement in characteristics is required.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本願発明は、上記課題
に鑑みボンディングワイヤーの接触を防ぎボンディング
の容易性を向上させつつ、光特性及び信頼性が高い光半
導体装置及びそれを用いた表示装置を提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention provides an optical semiconductor device having high optical characteristics and high reliability while preventing contact of a bonding wire and improving bonding easiness, and a display device using the same. To provide.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本願発明は、複数の光半
導体素子が配置されるマウント・リードと、前記光半導
体素子のそれぞれと導電性ワイヤーによって各々電気的
に接続される複数のインナー・リードと、を有する光半
導体装置であって、前記光半導体素子からインナー・リ
ードに接続される各導電性ワイヤーのループ形状及び進
入角が実質的に等しい光半導体装置である。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a mount lead on which a plurality of optical semiconductor elements are arranged, and a plurality of inner leads each electrically connected to each of the optical semiconductor elements by a conductive wire. Wherein the conductive semiconductor wires connected from the optical semiconductor element to the inner leads have substantially the same loop shape and the same angle of approach.
【0009】また、独立に駆動可能な複数の光半導体素
子が配置されるマウント・リードと、前記光半導体素子
のそれぞれと導電性ワイヤーによって各々電気的に接続
される複数のインナー・リードと、を有する光半導体装
置であって、前記インナー・リードのうち、マウント・
リードに近いインナー・リードからより離れたインナー
・リード方向に順次インナー・リードの先端部が大きく
なると共に前記インナーリードの先端部が低くなってい
る光半導体装置でもある。Also, a mount lead on which a plurality of optical semiconductor elements which can be driven independently is arranged, and a plurality of inner leads electrically connected to each of the optical semiconductor elements by a conductive wire. An optical semiconductor device comprising:
In an optical semiconductor device, the tip of the inner lead is gradually increased and the tip of the inner lead is gradually reduced in the inner lead direction farther from the inner lead near the lead.
【0010】さらに、光半導体装置をマトリクス状に配
置した表示パネルと、該表示パネルと電気的に接続され
た駆動回路と、を有する表示装置でもある。Further, the present invention is a display device having a display panel in which optical semiconductor devices are arranged in a matrix, and a drive circuit electrically connected to the display panel.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】本願発明者は、種々の実験の結
果、半導体の信頼性が各光半導体素子の電極からインナ
ー・リードに接続される導電性ワイヤーによって大きく
変わることを見いだし、これに基づいて発明するに至っ
た。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As a result of various experiments, the inventor of the present application has found that the reliability of a semiconductor greatly depends on the conductive wire connected from the electrode of each optical semiconductor element to the inner lead. And invented it.
【0012】本願発明の構成による特性向上の理由は定
かではないが、複数の光半導体素子を交差や接触なく配
置させるため種々に導電性ワイヤーの形状を変化させる
と、その個々の形状変化によって導電性ワイヤーの強度
及び接着強度が変化し光半導体装置の特性が劣化するも
のと考えられる。Although the reason for the improvement of the characteristics by the structure of the present invention is not clear, if the shape of the conductive wire is variously changed in order to arrange a plurality of optical semiconductor elements without crossing or contact, the conductive shape is changed by the change of each shape. It is considered that the strength and adhesive strength of the conductive wire change, and the characteristics of the optical semiconductor device deteriorate.
【0013】即ち、導電性ワイヤーは、熱伝導性、電気
伝導性を考慮して使用される硬度がある程度決まってお
り、また導電性ワイヤーは、極めて細いためインナー・
リードと導電性ワイヤーの曲率許容範囲が極めて少な
い。そのため、導電性ワイヤーの形状を変化させると接
続時にかかる応力などが保持される。各導電性ワイヤー
は、それぞれ強度が異なり外力に弱い導電性ワイヤーが
生ずる或いは、密着力が異なり接着性が低い導電性ワイ
ヤーが生ずることとなる。これに、外部応力やなどが加
わるとその部分が切断などされるものと考えられる。That is, the hardness of the conductive wire used is determined to some extent in consideration of the thermal conductivity and the electrical conductivity, and the conductive wire is extremely thin.
The allowable range of curvature between the lead and the conductive wire is extremely small. Therefore, when the shape of the conductive wire is changed, the stress or the like applied at the time of connection is maintained. For each conductive wire, a conductive wire having a different strength and weak against an external force is generated, or a conductive wire having a different adhesion and a low adhesion is generated. It is considered that when an external stress or the like is applied thereto, the portion is cut or the like.
【0014】本願発明は、導電性ワイヤーのループ形状
及び進入角をそろえつつ導電性ワイヤーの交差及び接触
を無くすことにより光半導体装置の特性を向上させるこ
とができると考えられる。また、インナー・リード自体
の形状を各インナー・リードごとに変形させる必要がな
く直線状に配置できるため信頼性を向上させると共に簡
便に形成させることができる。さらに、インナー・リー
ドの高さを種々調整することにより光半導体素子の光特
性を向上させることができる。以下、図を用いて本願発
明を詳細に説明する。According to the present invention, it is considered that the characteristics of the optical semiconductor device can be improved by eliminating the intersection and contact of the conductive wires while keeping the loop shape and the entry angle of the conductive wires uniform. Further, since the shape of the inner lead itself does not need to be deformed for each inner lead and can be linearly arranged, the reliability can be improved and the inner lead can be easily formed. Further, the optical characteristics of the optical semiconductor device can be improved by variously adjusting the height of the inner lead. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【0015】図1は、本願発明の概略断面図であり、図
2は、本願発明の概略模式図である。複数の光半導体素
子として緑色(発光波長555nm)を発光するLED
チップ、赤色(発光波長660nm)を発光するLED
チップ及び青色(発光波長480nm)を発光するLE
Dチップが共通基板であるマウント・リード上に接着剤
を使用して固定してある。FIG. 1 is a schematic sectional view of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram of the present invention. LED emitting green light (emission wavelength: 555 nm) as a plurality of optical semiconductor elements
Chip, LED that emits red light (emission wavelength 660 nm)
Chip and LE that emits blue light (emission wavelength 480 nm)
A D chip is fixed on a mount lead, which is a common substrate, using an adhesive.
【0016】ここで、LEDチップは、視認性及び導電
性ワイヤーの自由度向上などを考慮してインナー・リー
ドと略垂直で直線状に配置する構成としてある。各LE
Dチップは、インナー・リード及びマウント・リードと
それぞれ電気的に接続されている。電気的接続としては
ワイヤーボンド機器を用いて金線などの導電性ワイヤー
をワイヤーボンディングしたり、樹脂中にAgなどを含
有させた導電性ペーストなどを硬化させたりして行うこ
とができる。各導電性ワイヤーのループ径及び2nd進
入角は略等しくされている。マウント・リード及び各イ
ンナー・リードなどは、樹脂モールドとしてエポキシ樹
脂などにより封入することによってLEDチップなどを
保護している。以下各々の構成部品について説明する。The LED chips are arranged in a straight line substantially perpendicular to the inner leads in consideration of the visibility and the degree of freedom of the conductive wires. Each LE
The D chip is electrically connected to the inner lead and the mount lead, respectively. The electrical connection can be made by wire bonding a conductive wire such as a gold wire using a wire bonding device, or by curing a conductive paste containing Ag or the like in a resin. The loop diameter and the 2nd approach angle of each conductive wire are substantially equal. The mount lead and each inner lead and the like are sealed with an epoxy resin or the like as a resin mold to protect the LED chip and the like. Hereinafter, each component will be described.
【0017】(光半導体素子101)本願発明に用いら
れる光半導体素子101としては、発光素子及び/又は
受光素子が挙げられる。発光素子としては、液相成長法
やMOCVD法等により基板上にGaAlN、ZnS、
ZnSe、SiC、GaP、GaAlAs、AlInG
aP、InGaN、GaN、AlInGaN等の半導体
を発光層として形成させた物が用いられる。半導体の構
造としては、MIS接合、PIN接合やPN接合などを
有するホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルへテロ構成
のものが挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によ
って発光波長を紫外光から赤外光まで種々選択すること
ができる。また、半導体活性層を量子効果が生ずる薄膜
に形成させた単一量子井戸構造や多重量子井戸構造とす
ることもできる。形成された半導体層上にスパッタリン
グ等により所望の形状の各電極を形成させる。(Optical Semiconductor Element 101) The optical semiconductor element 101 used in the present invention includes a light emitting element and / or a light receiving element. As a light emitting element, GaAlN, ZnS,
ZnSe, SiC, GaP, GaAlAs, AlInG
A material in which a semiconductor such as aP, InGaN, GaN, or AlInGaN is formed as a light emitting layer is used. Examples of the semiconductor structure include a homostructure having a MIS junction, a PIN junction, and a PN junction, a heterostructure, and a double heterostructure. The emission wavelength can be variously selected from ultraviolet light to infrared light depending on the material of the semiconductor layer and the degree of mixed crystal thereof. Also, a single quantum well structure or a multiple quantum well structure in which the semiconductor active layer is formed as a thin film in which a quantum effect occurs can be used. Each electrode having a desired shape is formed on the formed semiconductor layer by sputtering or the like.
【0018】次に、上記構成の半導体が形成された半導
体ウエハー等をダイヤモンド製の刃先を有するブレード
が回転するダイシングソーにより直接フルカットする
か、又は刃先幅よりも広い幅の溝を切り込んだ後(ハー
フカット)、外力によって半導体ウエハーを割る。ある
いは、先端のダイヤモンド針が往復直線運動するスクラ
イバーにより半導体ウエハーに極めて細いスクライブラ
イン(経線)を例えば碁盤目状に引いた後、外力によっ
てウエハーを割り半導体ウエハーからチップ状にカット
する。Next, the semiconductor wafer or the like on which the semiconductor having the above structure is formed is directly full-cut by a dicing saw in which a blade having a diamond blade is rotated, or after a groove having a width wider than the blade width is cut. (Half cut), the semiconductor wafer is cracked by external force. Alternatively, an extremely thin scribe line (meridian) is drawn on the semiconductor wafer, for example, in a checkerboard pattern by a scriber in which a diamond needle at the tip reciprocates linearly, and then the wafer is cut by an external force and cut into chips from the semiconductor wafer.
【0019】野外などの使用を考慮する場合、高輝度な
半導体材料として緑色及び青色を窒化ガリウム系化合物
半導体を用いることが好ましく、また、赤色ではガリウ
ム・アルミニウム・砒素系の半導体やアルミニウム・イ
ンジュウム・ガリウム・燐系の半導体を用いることが好
ましいが、用途によって種々利用できることは言うまで
もない。In consideration of outdoor use, it is preferable to use a gallium nitride compound semiconductor for green and blue as a semiconductor material having high luminance, and a gallium-aluminum-arsenide-based semiconductor or aluminum-indium-based semiconductor for red and red. It is preferable to use a gallium-phosphorus semiconductor, but it goes without saying that various semiconductors can be used depending on the application.
【0020】なお、窒化ガリウム系化合物半導体を使用
した場合、半導体基板にはサファイヤ、スピネル、Si
C、Si、ZnO等の材料が用いられる。結晶性の良い
窒化ガリウムを形成させるためにはサファイヤ基板を用
いることが好ましい。このサファイヤ基板上にGaN、
AlN等のバッファー層を形成しその上にPN接合を有
する窒化ガリウム半導体を形成させる。窒化ガリウム系
半導体は、不純物をドープしない状態でN型導電性を示
す。発光効率を向上させる等所望のN型窒化ガリウム半
導体を形成させる場合は、N型ドーパントとしてSi、
Ge、Se、Te、C等を適宜導入することが好まし
い。一方、P型窒化ガリウム半導体を形成させる場合
は、P型ドーパンドであるZn、Mg、Be、Ca、S
r、Ba等をドープさせる。窒化ガリウム系化合物半導
体は、P型ドーパントをドープしただけではP型化しに
くいためP型ドーパント導入後に、低電子線照射させた
り、プラズマ照射等によりアニールすることでP型化さ
せることが好ましい。When a gallium nitride compound semiconductor is used, sapphire, spinel, Si
Materials such as C, Si, and ZnO are used. In order to form gallium nitride having good crystallinity, a sapphire substrate is preferably used. GaN on this sapphire substrate,
A buffer layer of AlN or the like is formed, and a gallium nitride semiconductor having a PN junction is formed thereon. Gallium nitride-based semiconductors exhibit N-type conductivity without being doped with impurities. When a desired N-type gallium nitride semiconductor is formed, for example, to improve luminous efficiency, Si,
It is preferable to appropriately introduce Ge, Se, Te, C, and the like. On the other hand, when a P-type gallium nitride semiconductor is formed, P-type dopants such as Zn, Mg, Be, Ca, S
Doping with r, Ba, etc. Since gallium nitride-based compound semiconductors are difficult to become p-type only by doping with a p-type dopant, it is preferable to convert the gallium nitride-based compound semiconductor to p-type by introducing a low electron beam or annealing by plasma irradiation or the like after introducing the p-type dopant.
【0021】こうしてできた波長の異なるLEDチップ
は、所望によって複数用いることができ、例えば青色を
2個、緑色及び赤色をそれぞれ1個ずつとすることがで
きる。また、発光波長は必ずしも青色、緑色、赤色に限
られる物ではなく、所望に応じて黄色などが発光できる
ように半導体のバンドギャプを調節することができる。
また、LEDチップの配置としては、混色性向上のため
に発光波長の長いLEDチップほど中央側に配置するこ
とが好ましい。光学的には、それぞれの発光素子を直線
状に配置することが好ましい。具体的な例としては、青
緑色LEDチップに挟まれた黄色LEDチップを用いて
白色光を発光させることができる。なお、表示装置用の
多色光半導体装置として利用するためには赤色の発光波
長が600nmから700nm、緑色が495nmから
565nm、青色の発光波長が430nmから490n
mであることが好ましい。A plurality of LED chips having different wavelengths can be used as desired. For example, two blue chips and one green and one red chip can be used. Further, the emission wavelength is not necessarily limited to blue, green and red, and the band gap of the semiconductor can be adjusted so that yellow or the like can be emitted as desired.
Further, as the arrangement of the LED chips, it is preferable to arrange the LED chips with longer emission wavelengths closer to the center side in order to improve color mixing. Optically, it is preferable to arrange the respective light emitting elements linearly. As a specific example, white light can be emitted using a yellow LED chip sandwiched between blue-green LED chips. In addition, in order to use as a multicolor optical semiconductor device for a display device, the emission wavelength of red is 600 nm to 700 nm, the emission wavelength of green is 495 nm to 565 nm, and the emission wavelength of blue is 430 nm to 490 n.
m is preferable.
【0022】一方、受光素子としては、液相成長法を利
用して形成させたGe、Si、InAs、CdS等の単
結晶半導体や多結晶半導体を用いたもの、プラズマ、
熱、光などのエネルギーを利用した微結晶、非晶質半導
体のSi、SiC、SiGe等の半導体を利用した光セ
ンサー、太陽電池などが挙げられる。半導体の構造とし
てはPN接合やPIN接合を有したホモ構造、ヘテロ構
造のものが挙げられる。半導体の材料やその混晶度によ
って受光素子の受光波長を種々選択できる。ガラス、耐
熱性樹脂やアルミニウム、ステンレスなどの金属基板上
に上記構成の半導体を所望の大きさや形状に形成し、電
気的接続を取ることによって受光素子が形成できる。受
光素子の電極には、スパッタリングや真空蒸着により形
成させたAl、Ag、Au等の各種金属やZnO、IT
O、SnO等の各種金属酸化物、n +型の半導体などを
好適に利用することができる。受光素子を各波長ごとに
駆動させるためには各光半導体素子ごとにカラーフィル
ターを形成させる或いは、波長ごとに半導体を変えるな
どして行うことができる。On the other hand, a liquid phase growth method is used for the light receiving element.
Of Ge, Si, InAs, CdS, etc.
Those using crystalline semiconductor or polycrystalline semiconductor, plasma,
Microcrystal and amorphous semiconductor using energy such as heat and light
Optical sensors using semiconductors such as Si, SiC, SiGe
Sensors, solar cells, and the like. Semiconductor structure
Homo structure and hetero structure with PN junction and PIN junction
Structure. Depending on the semiconductor material and its degree of mixed crystal
Accordingly, various light receiving wavelengths of the light receiving element can be selected. Glass, resistant
On metal substrates such as thermal resin, aluminum and stainless steel
Then, the semiconductor having the above configuration is formed into a desired size and shape.
A light receiving element can be formed by taking a pneumatic connection. Receiving
The electrodes of the optical element are formed by sputtering or vacuum evaporation.
Various metals such as Al, Ag, Au, ZnO, IT
Various metal oxides such as O and SnO, n +Semiconductors
It can be suitably used. Light receiving element for each wavelength
To drive, color filters must be provided for each optical semiconductor element.
Do not change the semiconductor for each wavelength.
Anyway you can do it.
【0023】(導電性ワイヤー201)本願発明に用い
られる導電性ワイヤー201としては、各光半導体素子
101電極とのオーミック性、機械的接続性、電気伝導
性及び熱伝導性がよいものが求められる。熱伝導度とし
ては0.01cal/cm2/cm/℃以上が好まし
く、より好ましくは0.5cal/cm2/cm/℃以
上である。また、作業性などを考慮して導電性ワイヤー
の直径は、好ましくは、Φ10μm以上、Φ45μm以
下である。このような導電性ワイヤーとして具体的に
は、金、銅、白金、アルミニウム等の金属及びそれらの
合金を用いた導電性ワイヤーが挙げられる。このような
導電性ワイヤーは、各光半導体素子の電極と、インナー
・リード及びマウント・リードと、をワイヤーボンディ
ング機器によって容易に接続させることができる。ワイ
ヤーボンディング機器で接続させるためには、先端が溶
融してボール状になった導電性ワイヤーが付着したもの
を光半導体素子の電極に超音波固着した後、ワイヤーを
延ばす。延ばされた導電性ワイヤーは、2nd(2度
目)の接続としてインナー・リードの先端部に押しつけ
超音波を掛け溶融固着すると共に切断される。こうして
電極とインナー・リードとを接続させた導電性ワイヤー
を得ることができる。ボールが付いている導電性ワイヤ
ーは、ボール自体が緩衝材として働くため光半導体素子
の電極に接続させることが好ましい。したがって、イン
ナー・リードなどへの接続は2ndとなる。このように
溶融固着させた導電性ワイヤーの接続部近傍は、溶融さ
せていない部分と異なり金属の再結晶化を生じ結晶が大
きくなっているため脆くなると考えられる。(Conductive Wire 201) The conductive wire 201 used in the present invention is required to have good ohmic properties, mechanical connectivity, electrical conductivity, and thermal conductivity with each of the optical semiconductor element 101 electrodes. . The thermal conductivity is preferably at least 0.01 cal / cm 2 / cm / ° C., more preferably at least 0.5 cal / cm 2 / cm / ° C. In addition, the diameter of the conductive wire is preferably Φ10 μm or more and Φ45 μm or less in consideration of workability and the like. Specific examples of such conductive wires include conductive wires using metals such as gold, copper, platinum, and aluminum and alloys thereof. Such a conductive wire can easily connect the electrode of each optical semiconductor element to the inner lead and the mount lead by a wire bonding device. In order to connect with a wire bonding device, a wire to which a conductive wire in which a tip is melted and formed into a ball shape is ultrasonically fixed to an electrode of an optical semiconductor element, and then the wire is extended. The extended conductive wire is pressed against the tip of the inner lead as a 2nd (second time) connection, melted and fixed by applying ultrasonic waves, and cut. Thus, a conductive wire in which the electrode and the inner lead are connected can be obtained. The conductive wire with the ball is preferably connected to the electrode of the optical semiconductor device because the ball itself acts as a buffer. Therefore, the connection to the inner lead or the like is 2nd. The vicinity of the connection portion of the conductive wire fused and fixed in this way is considered to be brittle because the metal is recrystallized and the crystal becomes large unlike the portion not melted.
【0024】本願発明でのループ形状とは、光半導体素
子の電極から延びた導電性ワイヤーがインナー・リード
へ向かうループの曲線形状のことをいう。また、本願発
明の進入角とは、インナー・リードの端面に接着される
導電性ワイヤーの2nd進入角を言う。The loop shape in the present invention refers to a curved shape of a loop in which a conductive wire extending from an electrode of an optical semiconductor element goes to an inner lead. Further, the approach angle of the present invention refers to the 2nd approach angle of the conductive wire bonded to the end face of the inner lead.
【0025】導電性ワイヤーのループ形状(R)は、同
一種類の導電性ワイヤーごとに等しくすることが好まし
い。本願発明は、導電性ワイヤーでの最適なループ高
さ、及び2nd進入角に設定することができるため信頼
性を向上させることができる。It is preferable that the loop shape (R) of the conductive wire is equal for each conductive wire of the same type. According to the present invention, the optimum loop height and the 2nd approach angle of the conductive wire can be set, so that the reliability can be improved.
【0026】また、光半導体素子が複数の場合は、イン
ナー・リード、マウント・リード及び導電性ワイヤーと
の配置を考慮する必要がある。光半導体素子をマウント
・リード上に複数配置させる場合は、光半導体素子を略
直線状に配置すると共にそれぞれ隣り合う光半導体素子
の電極から導出された導電性ワイヤーを、マウント・リ
ードから同一方向に配置されたインナー・リード上にそ
れぞれ順に接続させるのではなく、光半導体の配置と略
垂直であってマウント・リードを境にしてそれぞれ配置
されたインナー・リードに交互に接続させることが好ま
しい。同様に、光半導体素子の電極から導出される導電
性ワイヤーが複数の場合は、光半導体素子を略一直線上
に配置すると共にそれぞれ隣り合う導電性ワイヤーごと
にマウント・リードから同一方向に配置されたインナー
・リード上にそれぞれ順に接続させるのではなく、光半
導体素子の配置と略垂直であってマウント・リードを境
にしてそれぞれ配置されたインナー・リード上に交互に
接続させることが好ましい。これにより、インナー・リ
ードの先端部を有効に活用できると共に製造過程やその
後の外的要因に伴う導電性ワイヤー同士或いは導電性ワ
イヤーとインナー・リードとの接触をなくすことができ
る。この場合、さらにインナー・リードの先端部の面積
を小さくさせるのは、より外側のインナー・リードに接
続される導電性ワイヤーが通過する側と反対側にインナ
ー・リードの先端部が配置されることがより好ましい。
また、外側のインナー・リードの先端部が低くなってい
る場合には、特に有効となる。When there are a plurality of optical semiconductor elements, it is necessary to consider the arrangement of inner leads, mount leads and conductive wires. When a plurality of optical semiconductor elements are arranged on the mount lead, the optical semiconductor elements are arranged in a substantially straight line, and the conductive wires derived from the electrodes of the adjacent optical semiconductor elements are arranged in the same direction from the mount lead. It is preferable to connect the inner leads, which are substantially perpendicular to the arrangement of the optical semiconductors and are alternately connected to the respective inner leads, with the mount leads as boundaries, instead of being sequentially connected to the arranged inner leads. Similarly, in the case where there are a plurality of conductive wires derived from the electrodes of the optical semiconductor element, the optical semiconductor elements are arranged substantially in a straight line, and are arranged in the same direction from the mount lead for each adjacent conductive wire. It is preferable that the connection is not alternately made on the inner leads, but is made alternately on the inner leads which are substantially perpendicular to the arrangement of the optical semiconductor elements and are arranged on the mount leads. Thereby, the tip of the inner lead can be effectively utilized, and the contact between the conductive wires or between the conductive wire and the inner lead due to the manufacturing process and the external factors thereafter can be eliminated. In this case, the area of the tip of the inner lead is further reduced because the tip of the inner lead is disposed on the side opposite to the side on which the conductive wire connected to the outer lead passes. Is more preferred.
This is particularly effective when the tip of the outer inner lead is low.
【0027】なお、ループ形状及び進入角が実質的に等
しい導電性ワイヤーを用いることが半導体特性や信頼性
特性を向上させることができるが、導電性ワイヤーのル
ープ形状が異なる導電性ワイヤーを使用せざるを得ない
場合は、その導電性ワイヤーのループ形状及び進入角ご
とに導電性ワイヤーの材質、径及び接続条件などを種々
変更することが好ましい。Although the use of a conductive wire having substantially the same loop shape and approach angle can improve the semiconductor characteristics and the reliability characteristics, the use of a conductive wire having a different loop shape from the conductive wire can be used. If it is unavoidable, it is preferable to variously change the material, diameter, connection conditions, and the like of the conductive wire for each loop shape and approach angle of the conductive wire.
【0028】(モールド103)モールド103は、各
光半導体素子101及び導電性ワイヤー201などを外
部から保護するために設けることが好ましく、一般には
樹脂を用いて形成させることができる。また、光半導体
素子が発光素子の場合、樹脂モールドに拡散剤を含有さ
せることによって光半導体素子からの指向性を緩和させ
視野角を増やすことができる。更に、樹脂モールドを所
望の形状にすることによって光半導体素子からの発光を
集束させたり拡散させたりするレンズ効果を持たせるこ
とができる。従って、樹脂モールドは複数積層した構造
でもよい。具体的には、凸レンズ形状、凹レンズ形状さ
らには、楕円形状やそれらを複数組み合わせた物であ
る。さらに樹脂モールド自体に着色させ所望外の波長を
カットするフィルターの役目をもたすこともできる。上
記樹脂モールドの材料としては、エポキシ樹脂、ユリア
樹脂などの耐候性に優れた透明樹脂が好適に用いられ
る。また、拡散剤としては、チタン酸バリウム、酸化チ
タン、酸化アルミニウム、酸化珪素等が好適に用いられ
る。(Mold 103) The mold 103 is preferably provided to protect the optical semiconductor elements 101, the conductive wires 201, and the like from the outside, and can be generally formed using a resin. When the optical semiconductor element is a light emitting element, the directivity from the optical semiconductor element can be relaxed and the viewing angle can be increased by including a diffusing agent in the resin mold. Further, by forming the resin mold into a desired shape, it is possible to have a lens effect of converging or diffusing light emitted from the optical semiconductor element. Therefore, the resin mold may have a laminated structure. Specifically, it is a convex lens shape, a concave lens shape, an elliptical shape, or a combination thereof. Further, the resin mold itself may be colored to serve as a filter for cutting out unwanted wavelengths. As a material of the resin mold, a transparent resin having excellent weather resistance such as an epoxy resin and a urea resin is suitably used. As the diffusing agent, barium titanate, titanium oxide, aluminum oxide, silicon oxide and the like are preferably used.
【0029】(インナー・リード104)本願発明に用
いられるインナー・リード104としては、マウント・
リード105上に配置された複数の光半導体素子101
と接続された導電性ワイヤー201との接続を図るもの
であり各導電性ワイヤー同士が接触しないよう配置でき
る構成とする必要がある。具体的には、マウント・リー
ドから離れるに従って、インナー・リードのワイヤーボ
ンディングさせる端面の面積を大きくすることによって
マウント・リードからより離れたインナー・リードと接
続させる導電性ワイヤーの接触を防ぐことができる。ま
た、インナー・リード自体をマウント・リードと共に直
線状に形成させ曲変形させていないため簡便に形成でき
曲げに対する強度や振動に対して強いものとすることが
できる。インナー・リードの先端部の端面を小さくさせ
るためには、インナー・リードの外径全体を小さくする
こともできるし、先端部近傍だけ面積を小さくすること
もできる。先端部近傍の端面は、インナー・リードの一
部を削った長方形やワイヤーボンドによって形成させる
場合に生ずるボールの形状に沿って円形等種々の形状に
することができる。端面の粗さは、導電性ワイヤーとの
密着性を考慮して1.6S以上10S以下が好ましい。
インナー・リードの先端部を種々の形状に形成させるた
めには、あらかじめリード線の形状を型枠で決めて打ち
抜き形成させてもよく、或いは全てのインナー・リード
を形成させた後にインナー・リード上部の一部を削るこ
とによって形成させても良い。(Inner Lead 104) The inner lead 104 used in the present invention is a mount lead.
Plural optical semiconductor elements 101 arranged on leads 105
It is necessary to connect the conductive wires 201 connected to the conductive wires 201 and to arrange the conductive wires 201 so that the conductive wires do not contact each other. Specifically, as the distance from the mount lead increases, the area of the end face of the inner lead to which wire bonding is performed can be increased to prevent contact of the conductive wire connected to the inner lead further away from the mount lead. . Further, since the inner lead itself is formed linearly together with the mount lead and is not bent and deformed, the inner lead can be formed easily and can be made strong against bending and strong against vibration. In order to reduce the end face of the tip of the inner lead, the entire outer diameter of the inner lead can be reduced, or the area can be reduced only in the vicinity of the tip. The end face in the vicinity of the tip can be formed into various shapes such as a rectangle in which a part of the inner lead is cut or a circle along the shape of a ball generated when wire bonding is performed. The roughness of the end face is preferably 1.6S or more and 10S or less in consideration of the adhesion to the conductive wire.
In order to form the tip of the inner lead into various shapes, the shape of the lead wire may be determined in advance with a mold and punched and formed, or after all the inner leads are formed, the upper part of the inner lead may be formed. May be formed by cutting a part of.
【0030】また、インナー・リードは、マウント・リ
ードから離れるに従って、低くなるよう設計することに
より、接続される各導電性ワイヤーのループ形状が等し
くすることができる。これにより、導電性ワイヤーの電
気的及び機械的特性を各導電性ワイヤーとも同様とする
ことができる。また、マウント・リードから離れるにし
たがって、インナー・リードの端面高さが低くなってい
ることに伴いマウント・リードに配置された光半導体素
子への光及び/又は光半導体素子からの光はインナー・
リードに遮られることが少ない。したがって、発光及び
/又は受光特性に悪影響を与えることなく光特性を向上
させることもできる。By designing the inner lead to be lower as it goes away from the mount lead, the loop shape of each conductive wire to be connected can be made equal. Thereby, the electrical and mechanical characteristics of the conductive wires can be made the same for each conductive wire. Further, as the end face height of the inner lead decreases as the distance from the mount lead increases, light to and / or from the optical semiconductor element disposed on the mount lead may be reduced.
Less obstructed by leads. Therefore, the light characteristics can be improved without adversely affecting the light emission and / or light reception characteristics.
【0031】さらには、インナ・リードを打ち抜き形成
後、端面方向から加圧することにより所望の端面の面積
と端面高さを同時に形成させることもできる。Furthermore, after the inner lead is formed by punching, a desired end face area and end face height can be simultaneously formed by pressing from the end face direction.
【0032】インナー・リードは、導電性ワイヤーであ
るボンディングワイヤー等との接続性及び電気伝導性が
良いことが求められる。具体的な電気抵抗としては、3
00μΩ−cm以下が好ましく、より好ましくは3μΩ
−cm以下である。これらの条件を満たす材料として
は、鉄、銅、鉄入り銅、錫入り銅及び銅、金、銀をメッ
キしたアルミニウム、鉄、銅等が挙げられる。The inner leads are required to have good connectivity with a conductive wire such as a bonding wire and good electrical conductivity. The specific electric resistance is 3
00 μΩ-cm or less, more preferably 3 μΩ
−cm or less. Materials satisfying these conditions include iron, copper, copper with iron, copper with tin, and aluminum, iron, and copper plated with copper, gold, and silver.
【0033】(マウント・リード105)本願発明のマ
ウント・リード105としては、複数の光半導体素子1
01を配置ものであり、各光半導体素子をダイボンド等
の機器で積載するのに十分な大きさがあれば良い。従っ
て、光半導体素子101はマウント・リード105と絶
縁体を介して固定させてもよい。マウント・リード10
5を各光半導体素子の共通電極として利用する場合にお
いては、十分な電気伝導性とボンディングワイヤー等と
の接続性が求められる。(Mount Lead 105) A plurality of optical semiconductor elements 1 are used as the mount lead 105 of the present invention.
01, and it is sufficient if each optical semiconductor element is large enough to be mounted on a device such as a die bond. Therefore, the optical semiconductor element 101 may be fixed to the mount lead 105 via an insulator. Mount lead 10
When 5 is used as a common electrode of each optical semiconductor element, sufficient electrical conductivity and connectivity with a bonding wire or the like are required.
【0034】各光半導体素子101とマウント・リード
105のカップとの接着は熱硬化性樹脂などによって行
うことができる。具体的には、エポキシ樹脂、アクリル
樹脂やイミド樹脂などが挙げられる。また、光半導体素
子101とマウント・リード105とを接着させると共
に電気的に接続させるためにはAgペースト、カーボン
ペースト、金属バンプ等を用いることができる。さら
に、また、光半導体素子101の光利用効率を向上させ
るために光半導体素子が配置されるマウント・リード1
05の表面を鏡面状とし、表面に反射機能を持たせても
良い。この場合の表面粗さは、0.1S以上0.8S以
下が好ましい。また、マウント・リード105の具体的
な電気抵抗としては300μΩ−cm以下が好ましく、
より好ましくは、3μΩ−cm以下である。また、マウ
ント・リード105上に複数の光半導体素子101とし
てLEDチップを積置する場合は、LEDチップからの
発熱量が多くなるため熱伝導度がよいことが求められ
る。具体的には、0.01cal/cm2/cm/℃以
上が好ましくより好ましくは 0.5cal/cm2/c
m/℃以上である。これらの条件を満たす材料として
は、鉄、銅、鉄入り銅、錫入り銅、メタライズパターン
付きセラミック等が挙げられる。The bonding between each optical semiconductor element 101 and the cup of the mount lead 105 can be performed by a thermosetting resin or the like. Specifically, an epoxy resin, an acrylic resin, an imide resin, and the like can be given. In addition, an Ag paste, a carbon paste, a metal bump, or the like can be used for bonding the optical semiconductor element 101 and the mount lead 105 and electrically connecting the same. Furthermore, the mount lead 1 on which the optical semiconductor element is arranged in order to improve the light use efficiency of the optical semiconductor element 101.
The surface of 05 may have a mirror-like surface, and the surface may have a reflection function. In this case, the surface roughness is preferably 0.1S or more and 0.8S or less. Further, a specific electric resistance of the mount lead 105 is preferably 300 μΩ-cm or less,
More preferably, it is 3 μΩ-cm or less. Further, when LED chips are mounted as a plurality of optical semiconductor elements 101 on the mount leads 105, good heat conductivity is required because the amount of heat generated from the LED chips increases. Specifically, it is preferably at least 0.01 cal / cm 2 / cm / ° C., more preferably 0.5 cal / cm 2 / c
m / ° C. or more. Materials satisfying these conditions include iron, copper, copper with iron, copper with tin, and ceramics with metallized patterns.
【0035】(表示装置)表示装置としては、本願発明
の光半導体装置を複数個配置した表示パネルと駆動回路
である点灯回路など電気的に接続されたものが用いられ
る。具体的には、光半導体装置を任意形状に配置し標識
やマトリクス状など所望の形状に配置し駆動回路からの
出力パルスによって表示可能なデイスプレイ等を言う。
駆動回路としては、入力される表示データを一時的に記
憶させるRAM(Random、Access、Mem
ory)と、RAMに記憶されるデータから光半導体素
子であるLEDチップを所定の明るさに点灯させるため
の階調信号を演算する階調制御回路と、階調制御回路の
出力信号でスイッチングされて、LEDチップを点灯さ
せるドライバーとを備える。階調制御回路は、RAMに
記憶されるデータからLEDチップの点灯時間を演算し
てパルス信号を出力する。階調制御回路から出力される
パルス信号である階調信号は、LEDチップのドライバ
ーに入力されてドライバをスイッチングさせる。ドライ
バーがオンになるとLEDチップが点灯され、オフにな
ると消灯される。以下、本願発明の実施例について説明
するが、本願発明は具体的実施例のみに限定されるもの
ではないことは言うまでもない。(Display Device) As the display device, a display panel in which a plurality of the optical semiconductor devices of the present invention are arranged and a lighting circuit which is a driving circuit, which is electrically connected, is used. Specifically, it refers to a display or the like in which an optical semiconductor device is arranged in an arbitrary shape, arranged in a desired shape such as a sign or a matrix, and can be displayed by an output pulse from a driving circuit.
The drive circuit includes a RAM (Random, Access, Mem) for temporarily storing input display data.
ory), a gradation control circuit for calculating a gradation signal for lighting an LED chip, which is an optical semiconductor element, to a predetermined brightness from data stored in the RAM, and switching by an output signal of the gradation control circuit. A driver for lighting the LED chip. The gradation control circuit calculates a lighting time of the LED chip from data stored in the RAM and outputs a pulse signal. A gradation signal, which is a pulse signal output from the gradation control circuit, is input to a driver of the LED chip to switch the driver. The LED chip is turned on when the driver is turned on, and is turned off when the driver is turned off. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but it goes without saying that the present invention is not limited to only specific embodiments.
【0036】[0036]
[実施例1]各LEDチップ、緑色、青色及び赤色の発
光層の半導体としてそれぞれGaP(発光波長555n
m)、SiC(発光波長470nm)、GaAlAs
(発光波長660nm)を使用してフルカラー表示可能
な光半導体装置を構成させた。[Example 1] GaP (emission wavelength 555n) was used as a semiconductor for each LED chip, green, blue and red light emitting layers.
m), SiC (emission wavelength: 470 nm), GaAlAs
(Emission wavelength: 660 nm), an optical semiconductor device capable of full-color display was constructed.
【0037】具体的には、赤色を発光するLEDチップ
は温度差液相成長法で連続的にP型ガリウム・砒素基板
上にP型GaAlAsを成長させ、その上にN型GaA
lAsを形成させる。青色を発光するLEDチップは、
N型基板上に液相エピタキシャル結晶成長法を用いてS
iCを発光領域にしたPN接合半導体を形成させる。緑
色を発光するLEDチップは、液相成長法によりN型ガ
リウム・リン基板結晶上にN型及びP型エピタキシャル
成長法で連続して成長させることによりPN接合を形成
する。この後、金を各半導体に真空蒸着させて各電極を
形成させる。More specifically, for an LED chip emitting red light, P-type GaAlAs is continuously grown on a P-type gallium arsenide substrate by a temperature difference liquid phase epitaxy method, and N-type GaAs is formed thereon.
lAs is formed. LED chips that emit blue light
Using liquid phase epitaxial crystal growth on N-type substrate
A PN junction semiconductor with iC as a light emitting region is formed. An LED chip that emits green light forms a PN junction by being continuously grown on an N-type gallium-phosphorus substrate crystal by an N-type and P-type epitaxial growth method by a liquid phase growth method. Thereafter, gold is vacuum-deposited on each semiconductor to form each electrode.
【0038】こうしてできた各半導体ウエハーをLED
チップとして使用するためにスクライバーによってスク
ライブラインを引いた後、外力によって350μm角の
大きさに切断した。Each of the semiconductor wafers thus formed is connected to an LED.
After a scribe line was drawn by a scriber for use as a chip, the chip was cut into a size of 350 μm square by external force.
【0039】一方、各光半導体を固定させるマウント・
リードとして鉄入り銅を用いて打ち抜きにより形成させ
た。リード・フレームは、マウント・リードの両側にイ
ンナー・リードがマウント・リードと平行にして一方に
1本、他方に2本を設けてある。インナー・リードは、
マウント・リードから離れるにしたがってその端面高さ
が低く、且つ先端面の面積が大きくさせている。このマ
ウント・リードの表面反射性が良い銅製カップ上にダイ
ボンディング機器を用いてAgペーストも用い上述の各
LEDチップを図1の如く一直線上に配置した。On the other hand, a mount for fixing each optical semiconductor
The lead was formed by punching using iron-containing copper. The lead frame has one inner lead on one side and two on the other side on both sides of the mount lead in parallel with the mount lead. The inner lead
As the distance from the mount lead increases, the height of the end surface decreases and the area of the end surface increases. Each of the above-mentioned LED chips was arranged in a straight line as shown in FIG. 1 on a copper cup having good surface reflectivity of the mount lead by using a die bonding apparatus and also by using an Ag paste.
【0040】発光波長の長い赤色(660nm)を発光
するLEDチップがそれよりも発光波長が短い青色(4
80nm)、緑色(555nm)のLEDチップに挟ま
れて中心となるように固定されている。次にワイヤーボ
ンディング機器を用いて直径0.03mmのAu線をL
EDの表面電極、インナー・リードにそれぞれワイヤー
ボンディングした。各導電性ワイヤーの2nd進入角及
びループ径は略等しくなっている。これを無着色のエポ
キシ樹脂が充填されたカップ中に入れ120℃、5時間
で硬化させた。こうしてLEDチップが封入された発光
ダイオードを1000個形成した。このときの光半導体
装置におけるワイヤータッチを調べ不良率として実施例
1、比較例1及び比較例2で比較し表1に示した。ま
た、光半導体装置を温度−40℃時間30min及び温
度100℃時間30minを1サイクルとする気相熱衝
撃試験として5000サイクル行った。気相熱衝撃試験
後のオープン率を実施例1、比較例1及び比較例2で比
較し表2に示した。表1及び表2からわかるように本願
発明の光半導体装置は、信頼性の高いことがわかる。An LED chip that emits red light (660 nm) having a long emission wavelength has a short emission wavelength of blue (4 nm).
(80 nm) and green (555 nm) LED chips. Next, an Au wire having a diameter of 0.03 mm was L
Wire bonding was performed to the surface electrode and the inner lead of the ED, respectively. The 2nd approach angle and the loop diameter of each conductive wire are substantially equal. This was placed in a cup filled with a non-colored epoxy resin and cured at 120 ° C. for 5 hours. Thus, 1,000 light emitting diodes in which the LED chips were sealed were formed. At this time, the wire touch in the optical semiconductor device was examined, and the results were compared as in Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 and shown in Table 1. The optical semiconductor device was subjected to 5,000 cycles as a gas phase thermal shock test in which one cycle was performed at a temperature of −40 ° C. for 30 min and a temperature of 100 ° C. for 30 min. The open ratio after the gas phase thermal shock test was compared between Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2, and is shown in Table 2. As can be seen from Tables 1 and 2, the optical semiconductor device of the present invention has high reliability.
【0041】[比較例1]インナー・リードの高さが、
マウント・リードから離れるにしたがって、順次高くな
っている以外は実施例1と同様にして光半導体装置を形
成させた。この光半導体装置は、各導電性ワイヤー及び
2nd進入角がそれぞれ異なるものとなっている。この
光半導体装置を1000個形成し実施例1と同様にして
測定した。[Comparative Example 1] The height of the inner lead was
An optical semiconductor device was formed in the same manner as in Example 1, except that the height was gradually increased as the distance from the mount lead was increased. In this optical semiconductor device, the conductive wires and the 2nd approach angle are different from each other. 1000 optical semiconductor devices were formed and measured in the same manner as in Example 1.
【0042】[比較例2]各インナー・リードの端面の
大きさを等しくした以外は実施例1と同様にして光半導
体装置を1000個形成させた。この光半導体装置を実
施例1と同様にして測定した。Comparative Example 2 1000 optical semiconductor devices were formed in the same manner as in Example 1 except that the end faces of the inner leads were made equal in size. This optical semiconductor device was measured in the same manner as in Example 1.
【0043】[実施例2]光半導体素子に用いられる各
LEDチップ、緑色、青色及び赤色の発光層の半導体と
してそれぞれInGaN(発光波長525nm)、In
GaN(発光波長470nm)、GaAlAs(発光波
長660nm)を使用して構成させた。具体的には、赤
色を発光するLEDチップ用の半導体ウエハーは、温度
差液相成長法で連続的にP型ガリウム・砒素基板上にP
型GaAlAsを成長し、その上にN型GaAlAsを
形成させる。Example 2 InGaN (emission wavelength: 525 nm), InGaN were used as semiconductors for the LED chips used in the optical semiconductor device, and green, blue and red light emitting layers, respectively.
It was configured using GaN (emission wavelength 470 nm) and GaAlAs (emission wavelength 660 nm). Specifically, a semiconductor wafer for an LED chip emitting red light is continuously deposited on a P-type gallium arsenide substrate by a temperature difference liquid phase epitaxy method.
Type GaAlAs is grown, and N-type GaAlAs is formed thereon.
【0044】赤色LEDチップは、表面電極として直径
0.15mmの円状の白金金属膜を真空蒸着によって形
成させた。また、裏面電極側であるP型GaAlAs基
板上に金を電極層として真空蒸着によって形成させた。The red LED chip was formed by forming a circular platinum metal film having a diameter of 0.15 mm as a surface electrode by vacuum evaporation. Gold was formed as an electrode layer on a P-type GaAlAs substrate on the back electrode side by vacuum evaporation.
【0045】青色及び緑色を発光する半導体ウエハー
は、厚さ400μmのサファイヤ基板上にN型及びP型
窒化ガリウム化合物半導体をMOCVD成長法でそれぞ
れ5μm、1μm堆積させヘテロ構造のPN接合を形成
したものである。なお、P型窒化ガリウム半導体は、P
型ドーパントであるMgをドープした後アニールし形成
させる。緑色及び青色のLEDチップは、発光観測面側
に発光中心をずらして電気的接続が形成できるようP型
半導体及び/又はN型半導体を部分的にドライエッチン
グする。次に、N型電極としてW−Al合金を、P型電
極としてAuを各半導体にそれぞれスパッタリングして
電極を形成させた。A semiconductor wafer that emits blue and green light is obtained by depositing 5 μm and 1 μm N-type and P-type gallium nitride compound semiconductors on a 400 μm-thick sapphire substrate by MOCVD growth to form a heterostructure PN junction. It is. Note that a P-type gallium nitride semiconductor is
After doping with Mg which is a type dopant, annealing is performed to form. For the green and blue LED chips, the P-type semiconductor and / or the N-type semiconductor are partially dry-etched so that the emission center is shifted toward the emission observation surface side so that an electrical connection can be formed. Next, a W-Al alloy was sputtered on each semiconductor as an N-type electrode, and Au was sputtered on each semiconductor as a P-type electrode to form electrodes.
【0046】その後、各半導体ウエハーをLEDチップ
として使用するためにスクライバーによってスクライブ
ラインを引いた後、外力によって350μm角の大きさ
に切断した。Thereafter, a scribe line was drawn by a scriber to use each semiconductor wafer as an LED chip, and then cut into 350 μm squares by external force.
【0047】このLEDチップをマウント・リードから
離れるインナー・リードほど端面の面積が小さく、且つ
端面の高さが低くなるように打ち抜き形成させた銅製リ
ード端子のマウント・リード上にダイボンド機器を用い
て固定させた。なお、緑色LEDチップ、青色LEDチ
ップ及び赤色LEDチップは、共通の接着剤としてAg
ペーストを用いて固定させる。赤色LEDチップはこれ
によりマウント・リードと電気的に接続もさせてある。A die bonding device is used to mount the LED chip on the mount lead of the copper lead terminal formed by punching out the inner lead away from the mount lead so that the area of the end face becomes smaller and the height of the end face becomes smaller. Fixed. The green LED chip, the blue LED chip and the red LED chip are made of Ag as a common adhesive.
Fix using paste. The red LED chip is thereby also electrically connected to the mounting leads.
【0048】次に、ワイヤーボンディング機器を用いて
直径0.03mmのAu線をLEDチップの各電極、マ
ウント・リード及びインナー・リードにワイヤーボンド
した。緑色及び青色LEDチップのN型電極は、導電性
ワイヤーによりマウント・リードと接続させた。各LE
DチップのP型電極は、各々インナーチップの端面に接
続されている。各導電性ワイヤーのループ径及び2nd
進入角は、略同一である。これを無着色のエポキシ樹脂
が充填されたカップ中に入れ120℃5時間で硬化させ
た。Next, an Au wire having a diameter of 0.03 mm was wire-bonded to each electrode of the LED chip, a mount lead, and an inner lead by using a wire bonding apparatus. The N-type electrodes of the green and blue LED chips were connected to the mount leads by conductive wires. Each LE
The P-type electrode of the D chip is connected to the end face of the inner chip. Loop diameter of each conductive wire and 2nd
The approach angles are substantially the same. This was placed in a cup filled with a non-colored epoxy resin and cured at 120 ° C. for 5 hours.
【0049】次に、この発光ダイオードを基板上に7×
7個のマトリックス状に配置しそれぞれ駆動回路と電気
的に接続させ表示装置を10個形成した。こうして形成
された光半導体装置は、実施例1の光半導体装置を用い
たものと同様優れた特性を有する表示装置とすることが
できる。なお、各実施例を発光装置において説明したが
受光装置においても優れた特性を示すことは明白であ
る。Next, this light emitting diode is placed on a substrate by 7 ×.
Seven display devices were arranged in a matrix and each of them was electrically connected to a drive circuit. The optical semiconductor device formed in this manner can be a display device having excellent characteristics as in the case of using the optical semiconductor device of Example 1. Although each of the embodiments has been described with respect to the light emitting device, it is apparent that the light receiving device also exhibits excellent characteristics.
【0050】[0050]
【発明の効果】以上説明したように、本願発明の光半導
体素子及びそれを用いた表示装置は、半導体特性、光特
性及び信頼性が高くすることができる。As described above, the optical semiconductor device of the present invention and the display device using the same can improve semiconductor characteristics, optical characteristics and reliability.
【0051】本願発明の請求項1記載の構成とすること
によって、導電性ワイヤーの破断、断線、接続部の剥が
れなどを防止した光半導体装置とすることができる。By adopting the structure of the first aspect of the present invention, it is possible to obtain an optical semiconductor device in which the conductive wire is prevented from being broken, disconnected, or peeled off at the connection portion.
【0052】本願発明の請求項2の構成とすることによ
って、比較的簡単な構成によって、導電性ワイヤーの接
触を防ぎつつ各光半導体素子を近接させて配置すること
ができる。さらに、導電性ワイヤーの破断、断線、接続
部の剥がれなどを防止することができると共に、光の入
出力効率を向上させた光半導体装置とすることができ
る。According to the structure of the second aspect of the present invention, the optical semiconductor elements can be arranged close to each other with a relatively simple structure while preventing the conductive wire from contacting. Further, it is possible to prevent the conductive wire from being broken, broken, or peeled off from the connection portion, and to provide an optical semiconductor device with improved light input / output efficiency.
【0053】本願発明の請求項3の構成とすることによ
って、温湿度サイクルの高い環境下においても信頼性が
高く、発光光率の優れた表示装置とすることができる。According to the configuration of the third aspect of the present invention, a display device having high reliability and excellent light emission rate can be provided even in an environment with a high temperature and humidity cycle.
【図1】本願発明の光半導体装置の概略正面図である。FIG. 1 is a schematic front view of an optical semiconductor device of the present invention.
【図2】本願発明の光半導体装置の概略縦断面図であ
る。FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view of the optical semiconductor device of the present invention.
【図3】本願発明の光半導体装置を説明するための模式
的拡大図である。FIG. 3 is a schematic enlarged view for explaining the optical semiconductor device of the present invention.
【図4】本願発明と比較のために示した光半導体装置の
概略模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram of an optical semiconductor device shown for comparison with the present invention.
【図5】本願発明と比較のために示した他の半導体装置
の概略模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram of another semiconductor device shown for comparison with the present invention.
101 LEDチップ 102 端面が削られ、端面の高さが高いインナー・
リード 103 モールド 104 インナーリード 105 マウント・リード 201 導電性ワイヤー 301 表示装置 302 表示パネル 303 駆動回路 304 LED 401 マウント・リード 402 光半導体素子 403 インナー・リード 404 リードフレーム 501 マウント用リード電極 502 ボンディング用リード電極 503 LEDチップ 504 ボンディングワイヤー 505 モールド樹脂101 LED chip 102 An inner surface with a sharp end face and a high end face
Lead 103 Mold 104 Inner lead 105 Mount lead 201 Conductive wire 301 Display device 302 Display panel 303 Drive circuit 304 LED 401 Mount lead 402 Optical semiconductor element 403 Inner lead 404 Lead frame 501 Mounting lead electrode 502 Bonding lead electrode 503 LED chip 504 Bonding wire 505 Mold resin
【表1】 [Table 1]
【表2】 [Table 2]
Claims (3)
・リードと、前記光半導体素子のそれぞれと導電性ワイ
ヤーによって各々電気的に接続される複数のインナー・
リードと、を有する光半導体装置であって、 前記光半導体素子からインナー・リードに接続される各
導電性ワイヤーのループ形状及び進入角が実質的に等し
いことを特徴とする光半導体装置。1. A mounting lead on which a plurality of optical semiconductor elements are arranged, and a plurality of inner leads electrically connected to each of the optical semiconductor elements by a conductive wire.
An optical semiconductor device comprising: a lead; and a conductive wire connected from the optical semiconductor element to the inner lead has substantially the same loop shape and entrance angle.
置されるマウント・リードと、前記光半導体素子のそれ
ぞれと導電性ワイヤーによって各々電気的に接続される
複数のインナー・リードと、を有する光半導体装置であ
って、 前記インナー・リードのうち、マウント・リードに近い
インナー・リードからより離れたインナー・リード方向
に順次インナー・リードの先端部が大きくなると共に前
記インナー・リードの先端部が低くなっていることを特
徴とする光半導体装置。2. A mounting lead on which a plurality of optical semiconductor elements that can be driven independently are arranged, and a plurality of inner leads electrically connected to each of the optical semiconductor elements by a conductive wire. An optical semiconductor device comprising: a tip portion of an inner lead sequentially increasing in a direction of an inner lead further away from an inner lead near a mount lead among the inner leads, and a tip portion of the inner lead. An optical semiconductor device, characterized in that the optical semiconductor device is low.
状に配置した表示パネルと、該表示パネルと電気的に接
続された駆動回路と、を有する表示装置。3. A display device comprising: a display panel on which the optical semiconductor devices according to claim 2 are arranged in a matrix; and a driving circuit electrically connected to the display panel.
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