WO2001045180A1 - Dispositif de puce electroluminescent avec boitier - Google Patents

Description

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l6S80/00Jf/13d 08ISf/lO O 明細睿 ケース付チップ型発光装置

発明の分野

この発明はケース付チップ型発光装置に関し、 特にたとえば電極が表面に形成 された基板に LEDチップをボンディングし、 截頭円錐形の内周面を有するケ一 スで基板上の LEDチップを囲み、その内周面内に封止体となる樹脂を充填した、 ケース付チップ型発光装置に関する。

従来技術

従来のこの種のケース付チップ型発光装置の一例が、 平成 1 1年 8月 10日付 で出願公開された特開平 11— 2207178号 [H O I L 33Z00] 公報 に開示されている。 図 4に示すように、 この半導体発光装置 1は第 2の白色基板 2を含み、 第 2の白色基板 2に形成された凹部 2 a内に L E D素子 3が収納され る。 また、 LED素子 3は、 第 1の白色基板 4上にダイボンディングされる。 さ らに、 LED素子 3は、 凹部 2 aに充填された光透過性合成樹脂モールド部 5に よって、 全面を覆われて封止される。 この半導体発光装置 1では、 LED素子 3 から側面方向および発光面とは逆の底面の方向に光が出力された場合であっても、 第 1の白色基板 4および第 2の白色基板 4で光を反射させて発光面に放射させる ことにより、 発光効率を改善していた。

しかし、 この従来技術では、 第 1の白色基板 4および第 2の白色基板 2によつ て光を反射させているが、 凹部 2 aの内面形状等については何ら考慮されていな いため、 十分に反射効率が改善されていなかった。 すなわち、 発光効率は依然と して十分でなかった。

発明の概要

それゆえに、 この発明の主たる目的は、 発光効率を高くすることができる、 ケ ース付チップ型発光装置を提供することである。

この発明は、 電極が表面に形成された基板に LEDチップをボンディングし、 下から上に向かって拡径した截頭円錐形の内周面を有するケースで基板上の LE Dチップを囲み、 ケースの内周面内に封止体となる樹脂を充填したケース付チッ プ型発光装置において、 内周面と封止体との間に空隙を形成することによって L E Dチップから出力される光を封止体内面で全反射するようにしたことを特徴と する、 ケース付チップ型発光装置である。

このケース付チップ型発光装置では、 基板の表面に電極が形成され、 その電極 に L E Dチップがボンディングされる。 また、 下から上に向けて拡径した截頭円 錐形の内周面を有するケースが、 L E Dチップを囲み、 その内周面に封止体とな る透明樹脂が充填される。 透明樹脂が硬化すると、 透明樹脂自身が硬化収縮し、 し たがって内周面と透明樹脂 （封止体） との間に空隙が形成される。 このケ一 ス付チップ型発光装置では、 L E Dチップから出力された光が封止体の内面で全 反射するので、 L E Dチップから出力される光を効率よく反射することができる。 たとえば、 ケースの内周面上に含浸阻止層が形成されるので、 透明樹脂がケー スに含浸するのを防止することができる。 このため、 封止体の硬化収縮時に封止 体がケースから剥離し易くなり、 空隙を確実に形成することができる。

含浸阻止剤層としては、 比較的肉厚 （たとえば、 5〜1 0 111) のニッケル 層を用いる。 ニッケル層を肉厚に形成することによってケースの内周面の平滑度 が高くなり、 したがって封止体外面 （内面） を平滑にでき、 封止体内面での反射 効率を向上できる。

ニッケル層は、 銅またはシリコン上にメツキによって形成される。

この発明によれば、 L E Dチップから出力される光が封止体の内面で全反射す るので、 効率よく反射することができる。 このため、 発光効率を高くすることが できる。

この発明の上述の目的， その他の目的， 特徴および利点は、 図面を参照して行 う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

図面の簡単な説明

図 1はこの発明の一実施例を示す図解図であり ；

図 2は図 1実施例に示すケース付チップ型発光装置の断面図であり ； 図 3は図 1実施例に示すケース付チップ型発光装置の断面図であり ；そして 図 4 ί従来の半導体発光装置を示す断面図である。

発明を実施するための最良の形態

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Claims

図 1を参照して、 この実施例のケース付チップ型発光装置 （以下、 単に 「発光 装置」 という。） 10は半導体発光素子 （LEDチップ） 12を含み、 LEDチ ップ 12は基板 14の表面に形成された電極 （リード） 16 aにたとえば銀べ一 ストによってダイボンディングされる。 また、 LEDチップ 12の上部に設けら れたボンディングパッド 12 aおよび他のリード 16 bとを接続するための金線 などの金属細線（ボンディングワイヤ） 18がワイヤボンディングされる。なお、 分かり易く説明するために、 リード 16 aおよび 16 bは、 厚みをつけて図示し ているが、 実際には薄膜状に形成される。 また、 リード 16 aおよび 16 bは、 リソグラフィ処理およびェッチング処理によつて基板 14の表面にパターニング され形成される。 さらに、 リード 16 aおよび 16 bは、 互いに電気的に絶縁さ れ、 基板 14の一方主面 （上面） から側面のほぼ中央の一部 （スルーホール） を 経由して他方主面 （裏面） まで延びて形成される。 また、 発光装置 10はたとえば液晶ポリマからなるケース 20を含み、 ケース 20は LEDチップ 12を囲むように基板 14の上面に配置される。 つまり、 ケ ース 20のほぼ中央に孔 22が形成される。 ケース 20はまた、 図 1における II 一 II 断面図である図 2から分かるように、 上述のような液晶ポリマ （不透明樹 脂 20 a) および含浸阻止層 20 bを含む。 孔 22は、 下から上に向かって径大 となる截頭円錐形の内周面 22 aを有する。 この内周面 22 a上に、 含浸阻止層 2 O bが形成される。 この含浸阻止層 2 O bは、 後述する透明樹脂 24がケース 20へ含浸するのを阻止するためのメツキ層である。 具体的には、 含浸阻止層 2 O bは、 銅 （Cu) メツキ層およびその Cuメツキ層上に積層的に形成された二 ッケル （N i) メツキ層を含む。 また、 この実施例では、 Cuメツキ層はほぼ 3 mの厚みであり、 N iメツキ層は 5〜 10 mの厚みである。 このように、 N iメツキ層を比較的肉厚に形成するため、 孔 22の内周面 22 aの平滑度が高 くされる。 なお、 この実施例では、 Cuメツキ層上に N iメツキ層を形成するようにして いるが、 Cuメツキ層の代わりに S i (シリコン） の層を形成してもよい。 この S iの層は、 CVD (Chemical Vapor Deposition)法によって不透明樹脂 20 a の表面に成形される。 - 3 このようなケース 2 0に形成された孔 2 2の内周面 2 2 a内には、 封止体とな るエポキシ樹脂のような透明樹脂 2 4が充填される。透明樹脂 2 4力硬化すると、 封止体が形成される。 このとき、 透明樹脂 2 4自身が硬化収縮し、 したがって内 周面 2 2 aと透明樹脂 2 4 (封止体） との間には空隙 2 6が形成される。つまり、 ケース 2 0の内周面に含浸阻止層 2 0 bが形成されるので、 硬化時に透明樹脂す なわち封止体 2 4が内周面 2 2 aから極めて容易に剥離する。 したがって、 封止 体 2 4と内周面 2 2 aとの間に、 空隙 2 6が形成される。 なお、 発明者等の実験によれば、 空隙 2 6は 5〜1 0 z mの厚みで形成され る。 また、 透明樹脂 2 4は、 内周面 2 2 a内に充填されるときに、 平滑度が高い 内周面 2 2 a (N iメツキ層） に密着するため、 透明樹脂すなわち封止体 2 4の 表面 （内面） 2 4 aも平滑にされる。 つまり、 反射率を向上することができる。 このように、 空隙 2 6が形成されるため、 図 3に示すように、 L E Dチップ 1 2から出力された光が透明樹脂 2 4すなわち封止体の内面 2 4 aで全反射される。 そのためんい、 この例では、 封止体 2 4の内面 2 4 aすなわち内周面 2 2 aの傾 斜角 Θを、 し£ 0チップ1 2から出力された光を全反射できる角度に決定して いる。 具体的には、 内面 2 4 aの傾斜角 Θとして、 光路 Qを用いて説明すると、 内面 2 4 aに対して法線 Nを引いた場合に、 光路 Qと法線 Nとの間の鋭角ひが 4 0 ° より小さくなるような角度を決定する。 なお、 「1 8 0 ° — Θ」 が 5 0 ° より小さくなるように、 傾斜角 0を決定してもよい。 全反射された光は、 光路 Ρおよび Qで示すように、 基板 1 4の上面に対してほ ぼ垂直に発光装置 1 0から出力される。 なお、 内面 2 4 aで反射されない光はそ のまま発光装置 1 0から出力される。 また、 図 3においては、 分かり易くするた めに、 透明樹脂 2 4のハッチングは省略してある。 この実施例によれば、 孔の内周面と封止体との間に空隙を設け、 L E Dチップ から出力される光を封止体の内面で全反射させるので、 効率よく光を反射するこ とができる。 したがって、 発光効率を高くし、 輝度を大きくすることができる。 この発明が詳細に説明され図示されたが、 それは単なる図解および一例として 用いたものであり、 限定であると解されるべきではないことは明らかであり、 こ の発明の精神および範囲は添付されたクレームの文言によってのみ限定される。 4 請求の範囲

1 . 次のものを備える、 ケース付チップ型発光装置：

電極が表面に形成された基板；

前記基板上にボンディングされる L E Dチップ；

前記基板上に前記 L E Dチップを囲むように配置され下から上に向かって拡径 した截頭円錐形の内周面を有するケース；

前記ケースの前記内周面内に形成された封止体；および

前記内周面と前記封止体との間に形成された空隙。

2 . クレーム 1に従属するケース付チップ型発光装置であって、 前記内周面上 に形成されたかつ前記樹脂の前記ケースへの含浸を阻止する含浸阻止層をさらに 備える。

3 . クレーム 2に従属するケース付チップ型発光装置であって、 前記含浸阻止 層は少なくともニッケル層を含む。

4. クレーム 3に従属するケース付チップ型発光装置であって、 前記ニッケル 層は銅またはシリコン上に形成されたメツキ層である。