KR101148433B1 - 반도체 발광 장치 - Google Patents

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야스시 다나까
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로무 가부시키가이샤
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Abstract

반도체 발광 장치(A1)는, 기판(1)과, 기판(1)에 형성된 2개의 전극(2A, 2B)을 포함한다. 전극(2A)에는, 다이 본딩 패드(2Aa)가 형성되어 있고, 이것에 은 페이스트(6)를 개재하여 LED 칩(3)이 다이 본딩된다. 다이 본딩 패드(2Aa)는, 기판(1)의 두께 방향에서 보아, 그 외연이 LED 칩(3)의 외연보다도 안쪽에 위치하고 있다. 전극(2A)은, 다이 본딩 패드(2Aa)로부터 LED 칩(3)의 바깥쪽으로 연장되는 연장부(21)를 구비하고 있다.
다이 본딩 패드, LED 칩, 도전성 페이스트, 연장부

Description

반도체 발광 장치{SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE}
본 발명은, 예를 들면 휴대 전화기의 광원으로서 이용되는 반도체 발광 장치 에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 그와 같은 반도체 발광 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
도 5는 종래의 반도체 발광 장치의 일례를 도시하고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 도 5에 도시된 반도체 발광 장치 X는, 1쌍의 전극(92A, 92B)이 형성된 기판(91)에 LED 칩(93)이 본딩된 구성으로 되어 있다. LED 칩(93) 및 본딩 와이어(94)는, 수지 패키지(95)에 의해 덮어져 있다. 전극(92A)은, 다이 본딩 패드(92Aa)를 포함한다. LED 칩(93)은, 은 페이스트(96)를 개재하여 다이 본딩 패드(92Aa)에 다이 본딩되어 있다. 전극(92B)은, 본딩 와이어(94)를 본딩하기 위한 본딩 패드(92Ba)를 포함하고 있다.
최근, 예를 들면 휴대 전화기의 소형화 혹은 박형화가 강하게 지향되고 있다. 이 때문에, 휴대 전화기의 구성 부품인 반도체 발광 장치에 대해서도 박형화의 요청이 강하다. 반도체 발광 장치 X에서 박형화를 달성하기 위한 한 방책으로서, LED 칩(93)을 얇게 하는 것이 생각된다. 그러나, 얇아진 LED 칩(93)을 다이 본딩 패드(92Aa)에 다이 본딩하고자 하면, 은 페이스트(96)가 LED 칩(93)의 상면까 지 기어 오르게 될 우려가 있다. 이와 같은 것에서는, 전극(92A)과 본딩 와이어(94)가 쇼트하게 된다고 하는 문제가 있다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2001-196641호 공보
<발명의 개시>
본 발명은, 상기한 사정을 기초로 하여 고안된 것이다. 따라서 본 발명은, 박형화를 도모하는 데에 적합한 반도체 발광 장치를 제공하는 것을 그 과제로 한다.
본 발명에 의해 제공되는 반도체 발광 장치는, 기판과, 상기 기판에 형성된 전극과, 상기 전극에 포함되는 다이 본딩 패드에 도전성 페이스트를 개재하여 다이 본딩된 반도체 발광 소자를 구비한다. 상기 다이 본딩 패드는, 상기 기판의 두께 방향에서 보아 그 외연이 상기 반도체 발광 소자의 외연보다도 안쪽에 위치하고 있다. 또한, 상기 전극은, 상기 다이 본딩 패드로부터 상기 반도체 발광 소자의 바깥쪽으로 연장되는 연장부를 구비하고 있다.
이와 같은 구성에 따르면, 상기 도전성 페이스트의 대부분은, 상기 다이 본딩 패드와 상기 반도체 발광 소자 사이에 끼워진 공간에 존재하게 된다. 상기 다이 본딩 패드가 상기 반도체 발광 소자로부터 비어져 나오는 부분을 갖지 않기 때문에, 상기 도전성 페이스트가 상기 반도체 발광 소자로부터 비어져 나오는 것을 억제하는 것이 가능하다. 또한, 상기 도전성 페이스트의 양이 많은 경우라도, 여분의 상기 도전성 페이스트는, 상기 연장부를 따라서 퍼져 간다. 따라서, 상기 도전성 페이스트가 상기 반도체 발광 소자의 상면에까지 기어오르게 되는 것을 방지 할 수 있다. 이 때문에, 상기 반도체 발광 소자를 비교적 얇은 것으로 하는 것이 가능하게 되어, 상기 반도체 발광 장치의 박형화를 도모할 수 있다.
바람직하게는, 상기 반도체 발광 소자는 사각 형상이고, 상기 연장부는, 상기 반도체 발광 소자의 대각선 방향으로 연장되어 있고, 또한, 상기 다이 본딩 패드에 연결되는 띠 형상부와, 이 띠 형상부보다도 선단측에 위치하고, 상기 띠 형상부보다도 광폭으로 된 광폭부를 갖고 있다. 이와 같은 구성에 따르면, 상기 반도체 발광 소자로부터 상기 도전성 페이스트가 비어져 나온다고 해도, 이 상기 도전성 페이스트는, 상기 반도체 발광 소자의 코너로부터 상기 연장부를 향하여 비어져 나오게 된다. 이 때문에, 상기 도전성 페이스트가, 상기 반도체 발광 소자의 측면을 따라서 기어 오르는 것이 방지된다. 또한, 상기 구성에 따르면, 상기 연장부를 따라서 비어져 나온 상기 도전성 페이스트를 상기 광폭부에 체류시킬 수 있다. 이것은, 비어져 나온 상기 도전성 페이스트가 상기 기판을 따라서 더욱 퍼지게 됨으로써 쇼트 등이 야기되는 것을 회피하는 데에 유리하다.
바람직하게는, 상기 도전성 페이스트의 두께와, 상기 반도체 발광 소자의 두께의 비가, 1:5～1:15로 되어 있다. 이와 같은 구성에 따르면, 상기 도전성 페이스트의 기어 오름을 억제하면서, 상기 반도체 발광 소자로서 상기 반도체 발광 장치의 박형화를 도모하기에 충분히 얇은 것을 채용 가능하다.
본 발명의 그 밖의 특징 및 이점은, 첨부 도면을 참조하여 이하에 행하는 상세한 설명에 의해, 보다 명백하게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 기초하는 반도체 발광 장치를 도시하는 평면도.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 단면도.
도 3은 상기 제1 실시예의 반도체 발광 장치의 주요부를 도시하는 단면도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 기초하는 반도체 발광 장치를 도시하는 평면도.
도 5는 종래의 반도체 발광 장치의 일례를 도시하는 평면도.
<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>
도 1～도 3은 본 발명의 제1 실시예에 기초하는 반도체 발광 장치를 도시하고 있다. 도시된 반도체 발광 장치 A1은, 기판(1), 1쌍의 전극(2A,2B), LED 칩(3), 본딩 와이어(4), 및 수지 패키지(5)를 구비하고 있다. 도 1에서는, 이해의 편의상, 수지 패키지(5)를 상상선으로 나타내고 있다. 반도체 발광 장치 A1은, 폭이 0.6㎜, 길이가 1.0㎜, 두께가 0.2㎜ 정도로 되어 있어, 소형이며 또한 매우 박형이다.
기판(1)은, 평면에서 보아 대략 사각 형상이며, 예를 들면 글래스 에폭시 수지로 이루어지는 절연 기판이다. 기판(1)의 표면에는, LED 칩(3)이 탑재되어 있다. 기판(1)의 이면은, 회로 기판 등에 반도체 발광 장치 A1을 면 실장할 때에 이용되는 실장면이다. 기판(1)의 네 구석에는, 기판(1)의 두께 방향(도 2의 상하 방향)으로 연장되는 오목홈이 형성되어 있다. 기판(1)의 두께는, 예를 들면 0.08～0.1㎜ 정도이다.
1쌍의 전극(2A, 2B)은, 기판(1)의 중앙 부분을 사이에 두고 기판(1)의 양 단연에 각각 이격 배치되어 있다. 전극(2A, 2B)은, 각각이 기판(1)의 표면으로부터 상기 오목홈을 거쳐 이면에까지 연장되어 있다. 각 전극(2A, 2B) 중 기판(1)의 이면을 덮는 부분은, 반도체 발광 장치 A1을 면실장하기 위한 실장 단자로서 이용된다. 1쌍의 전극(2A, 2B)은, 예를 들면 Cu/Ni/Au로 이루어지는 각 도금층이 적층된 구조로 되어 있다.
전극(2A)에는, 다이 본딩 패드(2Aa) 및 4개의 연장부(21)가 형성되어 있다. 다이 본딩 패드(2Aa)는, LED 칩(3)을 예를 들면 은 페이스트(6)를 이용하여 다이 본딩하기 위한 부분이며, 대략 정방 형상으로 되어 있다. 다이 본딩 패드(2Aa)는, 중심이 LED 칩(3)의 중심과 대략 일치하고 있고, 그 사이즈가 LED 칩(3)의 사이즈보다도 작게 되어 있다. 이에 의해, 기판(1)의 두께 방향에서 보아, 다이 본딩 패드(2Aa)의 외연은, LED 칩(3)의 외연보다도 안쪽에 위치하고 있다(도 1 참조).
연장부(21)는, 다이 본딩 패드(2Aa)로부터 LED 칩(3)의 대각선 방향으로 연장되어 있고, 띠 형상부(21a) 및 광폭부(21b)를 갖고 있다. 띠 형상부(21a)는, 다이 본딩 패드(2Aa)에 연결되어 있고, 폭이 대략 일정하게 되어 있다. 광폭부(21b)는, 연장부(21)의 선단에 형성되어 있고, 그 최대폭이 띠 형상부(21a)의 폭보다도 크게 되어 있다. 도면에 도시하는 예에서는, 광폭부(21b)는 마름모 형상이지만, 원 형상등 다른 형상이어도 된다.
전극(2B)에는, 본딩 패드(2Ba)가 형성되어 있다. 본딩 패드(2Ba)는, 본딩 와이어(4)를 본딩하기 위한 부분이다.
LED 칩(3)은, 반도체 발광 장치 A1의 광원이며, 예를 들면 가시광을 발광 가능한 구성으로 되어 있다. 구체적으로는，LED 칩(3)은, 예를 들면 pn형의 반도체 발광 소자이며, 저면에 형성된 n측 전극(도시 생략)이 은 페이스트(6)를 개재하여 전극(2A)에 도통하고 있다. 또한，LED 칩(3)의 상면에 형성된 p측 전극(도시 생략)은, 본딩 와이어(4)를 통하여 전극(2B)에 도통하고 있다. LED 칩(3)은, 사각 형상으로 되어 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 다이 본딩 패드(2Aa)와 LED 칩(3)은, 예를 들면 은 페이스트(6)에 의해 접합되어 있다. 은 페이스트(6)의 두께 t1과 LED 칩(3)의 두께 t2는, 1:5～1:15의 범위로 된다. 예를 들면, 두께 t1이 5～7㎛ 정도인 것에 대하여, 두께 t2는 40～75㎛ 정도로 된다.
수지 패키지(5)는, LED 칩(3) 및 본딩 와이어(4)를 보호하기 위한 것이다. 수지 패키지(5)는, LED 칩(3)으로부터의 광에 대하여 투광성을 갖는 수지(예를 들면 에폭시 수지)를 이용하여 몰드 성형되어 있다. 또한, 수지 패키지(5)로서는, 전체가 투광성을 갖는 재질로 이루어지는 것에 한정되지 않고, 예를 들면, LED 칩(3)으로부터 측방으로 발하여진 광을 반사하여 기판(1)의 두께 방향으로 향하게 하는 리플렉터를 갖는 구성이어도 된다.
다음으로, 반도체 발광 장치 A1의 작용에 대하여 설명한다.
상기 제1 실시예에 따르면, 도 3에 도시한 바와 같이, 은 페이스트(6)의 대부분은, 다이 본딩 패드(2Aa)와 LED 칩(3) 사이에 끼워진 공간에 존재하게 된다. 다이 본딩 패드(2Aa)가 LED 칩(3)으로부터 비어져 나오는 부분을 갖지 않기 때문 에, 은 페이스트(6)가 LED 칩(3)으로부터 비어져 나오는 것을 억제하는 것이 가능하다. 또한, 은 페이스트(6)의 양이 많은 경우라도, 여분의 은 페이스트(6)는, 도 1에 도시한 바와 같이 연장부(21)를 따라서 퍼져 간다. 따라서, 은 페이스트(6)가 LED 칩(3)의 측면을 기어 올라, 상면에 접속된 본딩 와이어(4)에 부착되게 되는 것을 방지할 수 있다. 이 때문에, LED 칩(3)으로서 비교적 얇은 것을 이용하는 것이 가능하게 되어, 반도체 발광 장치 A1의 박형화를 도모할 수 있다.
또한, 설령 LED 칩(3)으로부터 은 페이스트(6)가 비어져 나온다고 해도, 이 은 페이스트(6)는, LED 칩(3)의 코너로부터 연장부(21)를 향하여 비어져 나오게 된다. 이 때문에, 은 페이스트(6)가, LED 칩(3)의 측면을 따라서 기어 오르는 것이 방지된다. 또한, 연장부(21)를 따라서 비어져 나온 은 페이스트(6)를 광폭부(21b)에 체류시킬 수 있다. 이것은, 비어져 나온 은 페이스트(6)가 기판(1)을 타고 전극(2B)에 도달하게 되는 것을 방지하는 데에 적합하다.
또한, 은 페이스트(6)의 두께 t1과 LED 칩(3)의 두께 t2의 비를 1:5～1:15로 함으로써, 은 페이스트(6)의 기어 오름을 억제하면서, LED 칩(3)으로서 반도체 발광 장치 A1의 박형화를 도모하기에 충분히 얇은 것을 채용 가능하다. 즉, 두께 t1, t2의 비가 1:5보다 작으면, 은 페이스트(6)가 LED 칩(3)의 상면에까지 기어 오르게 될 우려가 크다. 한편, 두께 t1, t2의 비가 1:15보다 크면, 은 페이스트(6)의 두께가, LED 칩(3)을 적절하게 다이 본딩하기에는 부족하게 된다. 혹은, LED 칩(3)의 두께가 커지게 되어, 반도체 발광 장치 A1의 박형화를 도모할 수 없게 된다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 기초하는 반도체 발광 장치를 도시하고 있다. 또한, 본 도면에서, 상기 제1 실시예와 동일 또는 유사한 요소에는, 동일한 부호를 붙이고 있다.
도시된 반도체 발광 장치 A2는, 전극(2A)에 2개의 연장부(21)가 형성되어 있는 점이 전술한 제1 실시예와 상이하다. 이들 연장부(21)는, LED 칩(3)의 한쪽의 대각선 방향을 따라서 연장되어 있다. 이와 같은 구성에 의해서도, 은 페이스트(6)의 기어 오름을 적절하게 방지 가능하여, 반도체 발광 장치 A2의 박형화를 도모할 수 있다.

Claims (11)

  1. 기판과,
    상기 기판에 형성된 전극과,
    상기 전극에 형성된 다이 본딩 패드에 도전성 페이스트를 이용하여 다이 본딩된 반도체 발광 소자
    를 구비하는 반도체 발광 장치로서,
    상기 다이 본딩 패드는 중심이, 상기 반도체 발광 소자의 중심과 일치하고,
    상기 다이 본딩 패드는, 상기 기판의 두께 방향에서 보아 그 외연이 상기 반도체 발광 소자의 외연보다도 안쪽에 위치하고 있고,
    상기 전극은, 상기 다이 본딩 패드로부터 상기 반도체 발광 소자의 바깥쪽으로 연장되는 연장부를 더 구비하고 있고,
    상기 연장부는, 상기 반도체 발광 소자의 대각선 상을 연장하고 있고, 상기 반도체 발광 소자에 있어서의 복수의 각(角) 중 적어도 1개가, 상기 연장부 상에 위치하고 있는 반도체 발광 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 발광 소자는, 사각 형상이고,
    상기 연장부는, 상기 다이 본딩 패드에 연결되는 띠 형상부와, 이 띠 형상부보다도 선단측에 위치하고, 상기 띠 형상부보다도 광폭으로 된 광폭부를 갖고 있는 반도체 발광 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 페이스트의 두께와, 상기 반도체 발광 소자의 두께의 비가, 1:5～1:15로 되어 있는 반도체 발광 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연장부는, 상기 다이 본딩 패드로부터 연장하는 4개의 연장부로 이루어지고, 그 각각이, 상기 반도체 발광 소자의 복수의 각 중 1개에 대응하고 있는 반도체 발광 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 연장부는, 상기 다이 본딩 패드로부터 연장하는 2개의 연장부로 이루어지고, 그 각각이, 상기 반도체 발광 소자의 서로에 대각의 위치에 배치되는 복수의 각 중 1개에 대응하고 있는 반도체 발광 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 광폭부는, 마름모 형상 또는 원 형상인 반도체 발광 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전극은, Cu 도금층, Ni 도금층 및 Au 도금층을 포함하는 적층 구조를 갖는 반도체 발광 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 도전성 페이스트의 두께는 5-7㎛이고, 상기 반도체 발광 소자의 두께는 40-75㎛인 반도체 발광 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 다이 본딩 패드는, 정방 형상이고, 상기 연장부는, 상기 다이 본딩 패드의 각부(角部)로부터 연장하는 반도체 발광 장치.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 전극에서, 상기 광폭부는, 상기 띠 형상부에만 연결되는 말단부인 반도체 발광 장치.
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