JP2003218399A - 反射ケース付半導体発光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射ケース内を封止体で封止した半導体発光
装置において、封止体と反射ケースとの間の剥離を防止
する。 【解決手段】 反射ケース５と封止体６との主成分を同
一にする。ここで、反射ケース５と封止体６との固着を
一層強力なものとすると同時に、出射された光の配向特
性を所望のものにする観点から、反射ケース５と封止体
６との接触面の少なくとも一部にシボ５１を形成しても
よい。また、反射ケース５と封止体６とを絶縁性基板１
上により強力に固着するには、両者をモールド成形によ
り絶縁性基板１上に直接形成するのが好ましい。より好
ましくは、封止体６をモールド成形した後に反射ケース
５をモールド成形するのがよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体発光装置に関
し、より詳細には絶縁性基板上に反射ケースを設けた半
導体発光装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】発光ダイオード素子などの半導体発光素
子からの光を特定方向に出射させるため、半導体発光素
子の周囲に反射ケースを設けることがあった。図４に、
従来の半導体発光装置の一例を示す側断面図を示す。こ
の半導体発光装置では液晶ポリマーなどからなる反射ケ
ースを絶縁性基板の上に設け、半導体発光素子の保護や
光の取出効率アップなどのために反射ケース内を透光性
の封止体で封止している。この封止体としてはエポキシ
樹脂などの熱硬化性樹脂が一般に用いられた。このた
め、反射ケース内に熱硬化性樹脂を流し込んだ後、百数
十度に加熱して樹脂を硬化させる必要があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、熱硬化性樹脂
を加熱硬化させたときの成形収縮や、半導体発光装置の
配線基板への実装の際の加熱など影響で、封止体と反射
ケースとの間に剥離が発生することがあった。

【０００４】本発明はこのような従来の問題に鑑みてな
されたものであり、加熱・冷却などの影響で封止体と反
射ケースとの間に剥離が生じない半導体発光装置を提供
することをその目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、絶縁性
基板の表面に形成された電極部に半導体発光素子を実装
し、この半導体発光素子からの光を反射させるための反
射ケースを前記絶縁性基板上に設け、この反射ケース内
部を透光性の封止体で封止した半導体発光装置におい
て、前記反射ケースと前記封止体との主成分を同一にし
たことを特徴とする半導体発光装置が提供される。な
お、本明細書において主成分とは部材の全構成成分中最
も体積割合の多い樹脂をいう。

【０００６】ここで、反射ケースと封止体との固着を一
層強力なものとすると同時に、出射された光の配向特性
を所望のものにする観点から、反射ケースと封止体との
接触面の少なくとも一部にシボを形成してもよい。

【０００７】また、反射ケースと封止体とを絶縁性基板
上により強力に固着するには、両者をモールド成形によ
り絶縁性基板上に直接形成するのが好ましい。より好ま
しくは、封止体をモールド成形した後に反射ケースをモ
ールド成形するのがよい。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明者は、反射ケースと封止体
との間の剥離を防止すべく鋭意検討を重ねた結果、両部
材の熱膨張率の違いに着目し本発明をなすに至った。す
なわち、本発明の大きな特徴は、反射ケースと封止体と
の主成分を同一にしたことにある。両者の主成分を同一
にすることにより熱膨張率がほぼ同一となり、加熱・冷
却時の熱応力が発生しにくくなって両者の間の剥離が防
止される。

【０００９】図１は、本発明の半導体発光装置の一例を
示す断面図である。ビスマレイミドトリアジン樹脂（Ｂ
Ｔレジン）で形成された絶縁性基板１上に、一対の電極
部２，２’が形成され、その一方の電極部２上に半導体
発光素子３が装着され、半導体発光素子３の上面電極と
もう一方の電極部２’とがボンディングワイヤ４で接続
されている。そして、上面に開口部を有する反射ケース
５が半導体発光素子３およびボンディングワイヤ４、電
極部２，２’の一部を覆うように絶縁性基板１の上に装
着され、この反射ケース５の内部を封止体６で封止して
いる。そして、反射ケース５の封止体６との接触面には
シボ５１が形成されている。

【００１０】ここで用いる反射ケース５および封止体６
の主成分としては特に限定はないが、熱膨張率の小さい
ものが望ましい。例えば、エポキシ樹脂や不飽和ポリエ
ステル樹脂、シリコーン樹脂、ユリア・メラミン樹脂な
どが挙げられるが、耐薬品性や硬度、接着性の観点、さ
らに封止体の場合には透光性が要求されることからエポ
キシ樹脂が望ましい。エポキシ樹脂としては、一分子中
に２個以上のエポキシ基を有するものでエポキシ樹脂成
形材料として使用されるものであれば制限はなく、フェ
ノールノボラック型エポキシ樹脂、オルクレゾールノボ
ラック型エポキシ樹脂を代表するフェノール類とアルデ
ヒド類のノボラック樹脂をエポキシ化したもの、ビスフ
ェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、水
添ビスフェノールＡなどのジグリシジルエーテル、フタ
ル酸、ダイマー酸などの多塩基酸とエピクロルヒドリン
の反応により得られるジグリシジルエステル型エポキシ
樹脂、ジアミノジフェニルメタン、イソシアヌル酸など
のポリアミンとエピクロルヒドリンの反応により得られ
るグリシジルアミン型エポキシ樹脂、オレフィン結合を
過酢酸などの過酸により、酸化して得られる綿状脂肪族
エポキシ樹脂、および脂環族エポキシ樹脂などを挙げる
ことができ、これらを単独であるいは２以上の混合物と
して使用することができる。これらのエポキシ樹脂は十
分に精製されたもので、常温で液状であっても固形であ
ってもよいが、液化時の外観ができる限り透明なものを
使用するのが好ましい。

【００１１】封止体の場合には前記透光性の樹脂をその
まま用いることができるが、反射ケースの場合には前記
樹脂に光を反射する物質を含有させる必要がある。この
ような光反射物質としては例えばチタニウムオキサイ
ド、ジンクオキサイド、ジンクサルファイドなどの白色
顔料などが挙げられる。また反射ケースの強度を向上さ
せる目的でガラス繊維や炭素繊維などの強化材を含有さ
せてもよい。

【００１２】本発明の半導体発光装置の作製方法として
は、予め所定形状に成形した反射ケースを絶縁性基板上
に固着した後、反射ケースと主成分が同じ透光性樹脂を
反射ケース内に流し込んで加熱硬化させて封止体を形成
する方法、あるいは反射ケースと封止体とを絶縁性基板
上に直接モールド成形する方法などが挙げられる。接着
剤よりもモールド成形による方が反射ケースと絶縁性基
板との接着は強いので、後者の作製方法が推奨される。
図２の工程図に沿って後者の作製方法をより詳細に説明
する。

【００１３】まず、絶縁性基板１の表面に電極部２、
２’を形成し半導体発光素子３を実装し、上辺が底辺よ
り長い台形状の側断面をした孔７１が形成された、水平
方向に分割できる金型７を絶縁性基板１の表面に固定す
る（同図（ａ））。次に、孔７１にエポキシ樹脂Ｒを流
し込み（同図（ｂ））、エポキシ樹脂Ｒを加熱硬化させ
て封止体６を形成する（同図（ｃ））。そして、エポキ
シ樹脂Ｒの硬化後は、金型７を紙面手前側と奥側に分割
して金型７から装置を取り外す。なお、反射ケースと封
止体との固着力を向上させる、および出射された光の配
向特性を所望のものにする観点から、反射ケースの封止
体との接触面にシボを形成する場合には、孔７１の表面
にシボに対応する凹凸を形成しておけばよい。

【００１４】次に、封止体６の高さと同じ深さの溝８１
が底面側に形成された金型８を、封止体６の上面が溝８
１の上面に接触するように固定した後、絶縁性基板１と
金型８とで形成された空間に、白色顔料を混合したエポ
キシ樹脂を流し込み加熱硬化させて反射ケース５を形成
する（同図（ｄ））。そして、破線部で切断して各半導
体発光装置とする（同図（ｅ））。なお、上記作製方法
とは逆に、反射ケースをモールド成形した後に封止体を
モールド成形してもよいが、この方法によると封止体が
硬化後冷却される際に内部方向に成形収縮して、反射ケ
ースと封止体との間が剥離しやすくなるので、封止体を
先にモールド成形するのが望ましい。

【００１５】図１の半導体発光装置では反射ケースは上
方に光を出射するが、側方に光を出射するものであって
ももちろん構わない。図３に、側方に光を出射する反射
ケースを備えた半導体発光装置の一例を示す側断面図示
す。

【００１６】反射ケースと封止体との接触面に形成する
シボは、前記接触面の少なくとの一部に形成されていれ
ばよいが、反射ケースと封止体との密着性を向上させる
と同時に半導体発光装置から出射される光の光度ムラを
抑えるためには、少なくとも半導体発光素子側面の対向
領域に形成するのが望ましい。もちろん、封止体６の反
射ケース５からの剥離をさらに有効に防止するために
は、反射ケース５と封止体６との接触面の全域にシボ５
１を形成するのが望ましい。

【００１７】形成するシボの凹凸段差は２０μｍ以上が
好ましい。凹凸段差が２０μｍより小さいと、充分な接
触面積を確保できず封止体の剥離を完全に防止できない
おそれがあるからである。加えて、半導体発光素子から
の光を充分に乱反射させることができず光度ムラを抑え
られないおそれがある。

【００１８】また、シボ間のピッチは２０μｍ以下とす
るのが好ましい。ピッチが２０μｍより大きいと充分な
接触面積を確保できず封止体の剥離を完全に防止できな
いおそれがあるからである。加えて、半導体発光素子か
らの光を充分に乱反射させることができず光度ムラを抑
えられないおそれがある。また、シボ間のピッチの下限
値に特に制限はないが、１２μｍ未満になると凸部が鋭
角になり封止体の剥離を招くおそれもあるので、１２μ
ｍ以上が望ましい。

【００１９】反射ケースまたは封止体の表面にシボを形
成するには、従来公知の方法を用いることができる。例
えば、前記のように、反射ケースと封止体とをモールド
成形により絶縁性基板上に直接形成する場合には、表面
加工により微小凹凸を施した金型を用いて反射ケース又
は封止体を成形すればよい。また作製した反射ケースを
絶縁性基板に固着する場合には、反射ケースを作製した
後にブラスト加工を行って反射ケース表面にシボを形成
すればよい。なお、金型表面にシボを形成する表面加工
方法としては、例えばエッチング加工や電鋳加工などの
方法が挙げられる。

【００２０】本発明で用いる半導体発光素子としては特
に限定はなく、従来公知のものが使用できる。例えばＧ
ａＮ系やＳｉＣ系などの青色発光素子や、ＧａＡｓ系、
ＡｌＧａＡｓ系、ＡｌＧａＩｎＰ系、ＩｎＰ系などの赤
色発光素子や緑色発光素子などが挙げられる。

【００２１】本発明の半導体発光装置の用途としては、
液晶表示装置のバックライト、光ファイバ通信用やフォ
トカプラ用などの装置内の点光源、家電機器における表
示器などが挙げられる。

【００２２】

【発明の効果】本発明の半導体発光装置では、反射ケー
スと封止体との主成分を同一にしたので、加熱・冷却な
どの熱的影響を受けても封止体と反射ケースとの間に剥
離が生じることはない。

【００２３】また反射ケースと封止体との接触面の少な
くとも一部にシボを形成すると、反射ケースと封止体と
の固着を一層強力なものにできる。また同時に、出射さ
れた光の配向特性を所望のものにできる。

【００２４】反射ケースと封止体とをモールド成形によ
り絶縁性基板上に直接形成すると、両者を絶縁性基板上
により強力に固着することができる。加えて、封止体を
モールド成形した後に反射ケースをモールド成形する
と、封止体硬化時の内部方向への成形収縮による影響を
排除でき、封止体の反射ケースからの剥離が一層防止さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の半導体発光装置の一例を示す縦断面
図である。

【図２】 本発明の半導体発光装置の作製方法例を示す
工程図である。

【図３】 本発明の半導体発光装置の他の例を示す縦断
面図である。

【図４】 従来の半導体発光装置を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 絶縁性基板 ２、２’ 電極部 ３ 半導体発光素子 ４ ボンディングワイヤ ５ 反射ケース ６ 封止体 ５１ シボ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性基板の表面に形成された電極部に
   半導体発光素子を実装し、この半導体発光素子からの光
   を反射させるための反射ケースを前記絶縁性基板上に設
   け、この反射ケース内部を透光性の封止体で封止した半
   導体発光装置において、 前記反射ケースと前記封止体との主成分を同一にしたこ
   とを特徴とする半導体発光装置。
2. 【請求項２】 前記反射ケースと封止体との接触面の少
   なくとも一部にシボを形成した請求項１記載の半導体発
   光素子。
3. 【請求項３】 前記反射ケースと前記封止体とをモール
   ド成形により絶縁性基板上に直接形成した請求項１又は
   ２記載の半導体発光装置。