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JP2013197119A - Semiconductor light-emitting device - Google Patents

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JP2013197119A
JP2013197119A JP2012059344A JP2012059344A JP2013197119A JP 2013197119 A JP2013197119 A JP 2013197119A JP 2012059344 A JP2012059344 A JP 2012059344A JP 2012059344 A JP2012059344 A JP 2012059344A JP 2013197119 A JP2013197119 A JP 2013197119A
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JP
Japan
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semiconductor light
lead frame
main surface
emitting device
light emitting
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Application number
JP2012059344A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Inoue
一裕 井上
Kazuhisa Iwashita
和久 岩下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2012059344A priority Critical patent/JP2013197119A/en
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    • H10W90/736
    • H10W90/756

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Abstract

【課題】実施形態は、高出力で信頼性の高い半導体発光装置を提供する。
【解決手段】実施形態に係る半導体発光装置は、第1の主面と、前記第1の主面とは反対側の第2の主面と、を有し、前記第1の主面および前記第2の主面のいずれかに溝が設けられた基板と、前記基板の前記第1の主面に実装された複数の半導体光源と、を備える。前記複数の半導体光源のそれぞれは、第1のリードフレームと、前記第1のリードフレームの上面に固着された半導体発光素子と、前記第1のリードフレームに並設され、金属ワイヤを介して前記半導体素子に電気的に接続された第2のリードフレームと、前記第1のリードフレームと前記半導体発光素子と前記第2のリードフレームとを封止した透明樹脂と、を有する。
【選択図】図1
Embodiments provide a semiconductor light emitting device with high output and high reliability.
A semiconductor light emitting device according to an embodiment includes a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface, wherein the first main surface and the first main surface A substrate provided with a groove on any one of the second main surfaces; and a plurality of semiconductor light sources mounted on the first main surface of the substrate. Each of the plurality of semiconductor light sources includes a first lead frame, a semiconductor light emitting element fixed to an upper surface of the first lead frame, and the first lead frame, and is arranged in parallel with the first lead frame via a metal wire. A second lead frame electrically connected to the semiconductor element; and a transparent resin that seals the first lead frame, the semiconductor light emitting element, and the second lead frame.
[Selection] Figure 1

Description

実施形態は、半導体発光装置に関する。   Embodiments relate to a semiconductor light emitting device.

発光ダイオード(LED)に代表される半導体光源は、低消費電力、長寿命であり、蛍光灯や電球に代わる光源として普及しつつある。例えば、LEDは小型で扱い易い光源であるが、単体の光出力は十分とは言えない。このため、基板上に複数のLEDを実装した半導体発光装置の開発が進められている。   A semiconductor light source typified by a light emitting diode (LED) has low power consumption and a long lifetime, and is becoming widespread as a light source replacing a fluorescent lamp and a light bulb. For example, an LED is a light source that is small and easy to handle, but a single light output is not sufficient. For this reason, development of a semiconductor light-emitting device in which a plurality of LEDs are mounted on a substrate is underway.

一方、LEDは、チップを封止する透明樹脂と、それを取り囲む外囲器と、を組み合わせた樹脂パッケージに収容されるものが多い。LEDの放射光を反射する外囲器により配光を制御し、光出力を向上させることができるからである。   On the other hand, many LEDs are housed in a resin package in which a transparent resin for sealing a chip and an envelope surrounding the LED are combined. This is because the light distribution can be controlled by the envelope that reflects the emitted light of the LED, and the light output can be improved.

しかしながら、外囲器に多用されるポリアミド系熱可塑性樹脂は、熱および光に対する耐性に問題がある。すなわち、複数のLEDを実装した場合、それらの放射する光と熱により外囲器が劣化し、光出力が低下する場合がある。そこで、高出力で信頼性の高い半導体発光装置が必要とされている。   However, the polyamide-based thermoplastic resin frequently used for the envelope has a problem in resistance to heat and light. That is, when a plurality of LEDs are mounted, the envelope may deteriorate due to light and heat emitted from the LEDs, and the light output may decrease. Therefore, there is a need for a semiconductor light emitting device with high output and high reliability.

特開2007−81074号公報JP 2007-81074 A

実施形態は、高出力で信頼性の高い半導体発光装置を提供する。   Embodiments provide a semiconductor light emitting device with high output and high reliability.

実施形態に係る半導体発光装置は、第1の主面と、前記第1の主面とは反対側の第2の主面と、を有し、前記第1の主面および前記第2の主面のいずれかに溝が設けられた基板と、前記基板の前記第1の主面に実装された複数の半導体光源と、を備える。前記複数の半導体光源のそれぞれは、第1のリードフレームと、前記第1のリードフレームの上面に固着された半導体発光素子と、前記第1のリードフレームに並設され、金属ワイヤを介して前記半導体素子に電気的に接続された第2のリードフレームと、前記第1のリードフレームと前記半導体発光素子と前記第2のリードフレームとを封止した透明樹脂と、を有する。   The semiconductor light emitting device according to the embodiment includes a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface, and the first main surface and the second main surface. A substrate provided with a groove on one of the surfaces; and a plurality of semiconductor light sources mounted on the first main surface of the substrate. Each of the plurality of semiconductor light sources includes a first lead frame, a semiconductor light emitting element fixed to an upper surface of the first lead frame, and the first lead frame, and is arranged in parallel with the first lead frame via a metal wire. A second lead frame electrically connected to the semiconductor element; and a transparent resin that seals the first lead frame, the semiconductor light emitting element, and the second lead frame.

実施形態に係る半導体発光装置を模式的に表す斜視図である。1 is a perspective view schematically showing a semiconductor light emitting device according to an embodiment. 実施形態に係る半導体光源を模式的に表す透視図である。It is a perspective view showing a semiconductor light source concerning an embodiment typically. 実施形態に係る半導体発光装置を模式的に表す部分断面図である。1 is a partial cross-sectional view schematically showing a semiconductor light emitting device according to an embodiment. 実施形態に係る半導体発光装置の製造過程を表すフローチャートである。5 is a flowchart showing a manufacturing process of the semiconductor light emitting device according to the embodiment. 実施形態に係る半導体発光装置の実装過程を表す模式断面図である。It is a schematic cross section showing the mounting process of the semiconductor light emitting device according to the embodiment. 実施形態の変形例に係る半導体発光装置を表す平面図である。It is a top view showing the semiconductor light-emitting device concerning the modification of embodiment.

以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面中の同一部分には同一番号を付してその詳しい説明は適宜省略し、異なる部分について説明する。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In addition, the same number is attached | subjected to the same part in drawing, the detailed description is abbreviate | omitted suitably, and a different part is demonstrated.

図1は、実施形態に係る半導体発光装置100を模式的に表す斜視図である。半導体発光装置100は、基板10と、基板10に実装された複数の半導体光源20と、を備え、例えば、照明器具の発光部として使用される。   FIG. 1 is a perspective view schematically showing a semiconductor light emitting device 100 according to the embodiment. The semiconductor light emitting device 100 includes a substrate 10 and a plurality of semiconductor light sources 20 mounted on the substrate 10, and is used, for example, as a light emitting unit of a lighting fixture.

基板10は、第1の主面10aと、第1の主面10aとは反対側の第2の主面10bと、を有する。そして、図1(a)に示すように、第1の主面10aの上に、複数の半導体光源20を実装する。基板10の外縁には、4つの凹部13が設けられ、例えば、照明器具の筐体にネジ固定することができる。   The substrate 10 has a first main surface 10a and a second main surface 10b opposite to the first main surface 10a. And as shown to Fig.1 (a), the several semiconductor light source 20 is mounted on the 1st main surface 10a. Four recesses 13 are provided on the outer edge of the substrate 10 and can be fixed to the housing of the lighting fixture by screws, for example.

図1(b)は、基板10の第2の主面10bを示す斜視図である。同図に示すように、第2の主面10bには、溝15が設けられ、例えば、半導体光源20の発熱に起因する反りを緩和する。   FIG. 1B is a perspective view showing the second main surface 10 b of the substrate 10. As shown in the drawing, a groove 15 is provided in the second main surface 10b, and for example, warpage due to heat generation of the semiconductor light source 20 is reduced.

本実施形態では、9つの半導体光源20が基板10に実装されるが、例えば、数10個、もしくは、100個を越える半導体光源20を実装する場合がある。半導体光源20の数が多くなれば、基板10の面積も大きくなり、また、厚くなる。そして、半導体光源20が多くなればその発熱量も大きくなり、基板10に反りが発生し易くなる。そこで、溝15を設けることにより反りを吸収し、その応力を低減することが可能となるまた、反りを生じた基板の矯正も容易になる。   In the present embodiment, nine semiconductor light sources 20 are mounted on the substrate 10. For example, several tens or more than 100 semiconductor light sources 20 may be mounted. As the number of semiconductor light sources 20 increases, the area of the substrate 10 also increases and becomes thicker. As the number of semiconductor light sources 20 increases, the amount of heat generated increases, and the substrate 10 tends to warp. Therefore, by providing the groove 15, it is possible to absorb the warp and reduce the stress, and it becomes easy to correct the substrate that has warped.

本実施形態では、第2の主面10bに溝15を設けているが、第1の主面10aに設けても良い。また、溝15は、第1の主面10aおよび第2の主面10bのいずれか一方に設けることが望ましい。   In the present embodiment, the groove 15 is provided on the second main surface 10b, but may be provided on the first main surface 10a. The groove 15 is preferably provided on one of the first main surface 10a and the second main surface 10b.

図2は、実施形態に係る半導体光源20を模式的に表す透視図である。図2(a)は、上方(発光面側)から見た構造を示し、図2(b)は、側方から見た構造を示している。   FIG. 2 is a perspective view schematically showing the semiconductor light source 20 according to the embodiment. FIG. 2A shows the structure viewed from above (light emitting surface side), and FIG. 2B shows the structure viewed from the side.

図2(a)に示すように、半導体光源20は、第1のリードフレーム21と、第2のリードフレーム23と、を含む(以下、リードフレーム21および23)。リードフレーム21と、リードフレーム23とは、同一面に並設される。リードフレーム21の上面には、半導体発光素子であるLEDチップ25と、LEDチップ27と、がマウントされている。LEDチップ25および27は、例えば、銀(Ag)ペースト31を介してリードフレーム21の表面に固着される。   As shown in FIG. 2A, the semiconductor light source 20 includes a first lead frame 21 and a second lead frame 23 (hereinafter referred to as lead frames 21 and 23). The lead frame 21 and the lead frame 23 are juxtaposed on the same surface. On the upper surface of the lead frame 21, an LED chip 25 and an LED chip 27, which are semiconductor light emitting elements, are mounted. The LED chips 25 and 27 are fixed to the surface of the lead frame 21 via, for example, a silver (Ag) paste 31.

LEDチップ25および27は、例えば、サファイア基板上に形成された窒化物半導体を材料とする青色LEDであり、その上面にp電極とn電極とを有する(図示しない)。そして、例えば、金属ワイヤ33および39を介して、それぞれのp電極と、リードフレーム23と、を電気的に接続する。また、それぞれのn電極は、金属ワイヤ34および35を介してリードフレーム21に電気的に接続される。   The LED chips 25 and 27 are, for example, blue LEDs made of a nitride semiconductor formed on a sapphire substrate, and have a p-electrode and an n-electrode on the upper surface (not shown). Then, for example, the respective p electrodes and the lead frame 23 are electrically connected via the metal wires 33 and 39. Each n electrode is electrically connected to the lead frame 21 via metal wires 34 and 35.

さらに、リードフレーム23の上面には、保護ダイオード29が設けられる。保護ダイオード29は、例えば、ツェナーダイオードであり、金属ワイヤ37を介してリードフレーム21に電気的に接続される。保護ダイオード29は、サージ等に起因する過電流からLEDチップ25および27を保護する。   Further, a protection diode 29 is provided on the upper surface of the lead frame 23. The protection diode 29 is, for example, a Zener diode, and is electrically connected to the lead frame 21 via the metal wire 37. The protection diode 29 protects the LED chips 25 and 27 from an overcurrent caused by a surge or the like.

リードフレーム21の上面には、接着剤の流れ止めの溝41および42が設けられている。溝41および42は、LEDチップ25および27を固着する接着剤、例えば、Agペーストが、金属ワイヤ34、35および37のボンディング領域に広がるのを防ぎ、各金属ワイヤのボンディング強度を確保する。   On the upper surface of the lead frame 21, grooves 41 and 42 for preventing the flow of adhesive are provided. The grooves 41 and 42 prevent the adhesive that fixes the LED chips 25 and 27, for example, Ag paste, from spreading to the bonding regions of the metal wires 34, 35, and 37, and ensures the bonding strength of each metal wire.

さらに、リードフレーム21および23の外周には、吊りピン43および45が設けられている。吊りピン43および45は、図示しないリードフレームシートから個々の半導体光源20を分離する際に切断される。   Further, suspension pins 43 and 45 are provided on the outer periphery of the lead frames 21 and 23. The suspension pins 43 and 45 are cut when the individual semiconductor light sources 20 are separated from a lead frame sheet (not shown).

リードフレーム21、23、および、それぞれの上に実装されたLEDチップは、透明樹脂40により封止される。透明樹脂40は、LEDチップ25および27から放射される光により励起され、例えば、黄色の蛍光を発する蛍光体を含む。これにより、半導体光源20は、LEDチップ25および27の青色光と、蛍光体の黄色光と、を合成した白色光を放射する。   The lead frames 21 and 23 and the LED chip mounted on each of them are sealed with a transparent resin 40. The transparent resin 40 includes a phosphor that is excited by light emitted from the LED chips 25 and 27 and emits yellow fluorescence, for example. Thereby, the semiconductor light source 20 emits white light obtained by combining the blue light of the LED chips 25 and 27 and the yellow light of the phosphor.

図2(a)および図2(b)に示すように、透明樹脂40は直方体に形成され、例えば、その上面40aが発光面である。そして、透明樹脂40の裏面40bには、リードフレーム21の裏面21bおよびリードフレーム23の裏面23bが露出する。   As shown in FIGS. 2A and 2B, the transparent resin 40 is formed in a rectangular parallelepiped, and for example, the upper surface 40a is a light emitting surface. The back surface 21 b of the lead frame 21 and the back surface 23 b of the lead frame 23 are exposed on the back surface 40 b of the transparent resin 40.

このように、半導体光源20は、LEDチップ25および27を実装したリードフレーム21および23を透明樹脂40で封止した簡易な構造を有する。このため、小型化が容易であり、リードフレーム21の裏面21bを介してLEDチップ25および27の発熱を効率良く放出することができる。これにより、外囲器を有するLED光源に比べて、高密度に実装することが可能であり、高い光出力と信頼性とを実現することができる。   As described above, the semiconductor light source 20 has a simple structure in which the lead frames 21 and 23 on which the LED chips 25 and 27 are mounted are sealed with the transparent resin 40. For this reason, it is easy to reduce the size, and the heat generated by the LED chips 25 and 27 can be efficiently discharged through the back surface 21 b of the lead frame 21. Thereby, it is possible to mount with higher density than an LED light source having an envelope, and high light output and reliability can be realized.

図3は、実施形態に係る半導体発光装置100を模式的に表す部分断面図である。図3(a)は、絶縁性の基板10を用いた例を示し、図3(b)は、導電性の基板60を用いた例を示す。   FIG. 3 is a partial cross-sectional view schematically showing the semiconductor light emitting device 100 according to the embodiment. FIG. 3A shows an example using the insulating substrate 10, and FIG. 3B shows an example using the conductive substrate 60.

図3(a)に示すように、基板10は、絶縁性の基材51と、基材51の上に設けられた配線53、54を有する。基材51には、例えば、樹脂またはセラミックを用いることができる。   As shown in FIG. 3A, the substrate 10 includes an insulating base material 51 and wirings 53 and 54 provided on the base material 51. For the substrate 51, for example, resin or ceramic can be used.

セラミックは、樹脂よりも熱伝導率が高く、放熱性および絶縁耐圧を向上させることができる。樹脂基材は、セラミックに比べて安価であり加工性に優れ、低コスト化に有利である。   Ceramic has higher thermal conductivity than resin, and can improve heat dissipation and dielectric strength. The resin base material is cheaper than ceramics, has excellent processability, and is advantageous for cost reduction.

半導体光源20は、第1の主面10aに設けられた配線53および54の上にマウントされる。透明樹脂40の裏面側に露出するリードフレーム21が、配線55に接続され、リードフレーム23が配線57に接続される。リードフレーム21および23と、配線55および57と、のボンディングには、例えば、Agペーストなどの導電性ペースト、または、ハンダが用いられる。   The semiconductor light source 20 is mounted on the wirings 53 and 54 provided on the first main surface 10a. The lead frame 21 exposed on the back side of the transparent resin 40 is connected to the wiring 55, and the lead frame 23 is connected to the wiring 57. For bonding the lead frames 21 and 23 and the wirings 55 and 57, for example, conductive paste such as Ag paste or solder is used.

さらに、配線55および57の表面には、例えば、Agメッキが施され、半導体光源20が放射する光を反射する。このため、配線55および57n上に、レジスト59が設けられる。これにより、配線55および57の表面を外気から保護し、反射率の低下を抑制することができる。   Furthermore, for example, Ag plating is applied to the surfaces of the wirings 55 and 57 to reflect light emitted from the semiconductor light source 20. Therefore, a resist 59 is provided on the wirings 55 and 57n. As a result, the surfaces of the wirings 55 and 57 can be protected from the outside air, and a decrease in reflectance can be suppressed.

基板10の裏面側には、溝15が設けられる。図3(a)に示すように、溝15は、例えば、その延在方向に垂直な断面においてV字形状である。また、溝15の断面は、U字形状、もしくは、方形であっても良い。   A groove 15 is provided on the back side of the substrate 10. As shown in FIG. 3A, the groove 15 has, for example, a V shape in a cross section perpendicular to the extending direction thereof. The cross section of the groove 15 may be U-shaped or square.

図3(b)に示すように、導電性の基材61を含む基板60を用いることができる。基板60は、基材61と、その上面に設けられた絶縁層65と、を含む。基材61は、例えば、アルミニウムまたはステンレス等の金属ベースであり、第2の主面60bを有する。第2の主面60bには、溝15が設けられる。溝15の形状は、例えば、V字形状でも良いし、U字形状または方形であっても良い。   As shown in FIG. 3B, a substrate 60 including a conductive base material 61 can be used. The substrate 60 includes a base material 61 and an insulating layer 65 provided on the upper surface thereof. The base material 61 is, for example, a metal base such as aluminum or stainless steel and has a second main surface 60b. The groove 15 is provided in the second main surface 60b. The shape of the groove 15 may be, for example, a V shape, a U shape, or a square shape.

絶縁層65の上面は、第1の主面60aであり、配線55および57が設けられる。配線55および57の上には、半導体光源20がマウントされる。   The upper surface of the insulating layer 65 is a first main surface 60a, and wirings 55 and 57 are provided. The semiconductor light source 20 is mounted on the wirings 55 and 57.

基材61として金属ベースを用いることにより、半導体光源20の熱を薄い絶縁層65を介して効率良く放熱することができる。これにより、半導体光源20の信頼性を向上させることができる。   By using a metal base as the substrate 61, the heat of the semiconductor light source 20 can be efficiently radiated through the thin insulating layer 65. Thereby, the reliability of the semiconductor light source 20 can be improved.

次に、図4を参照して、半導体発光装置100の製造方法を説明する。図4は、実施形態に係る半導体発光装置の製造過程を表すフローチャートである。   Next, a method for manufacturing the semiconductor light emitting device 100 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing a manufacturing process of the semiconductor light emitting device according to the embodiment.

まず、リードフレーム21および23を準備する(S01)。リードフレーム21および23は、例えば、銅または銅合金のシートを選択的にエッチングすることにより形成される。すなわち、複数のリードフレーム21および23を含むリードフレームシートが設けられる。そして、複数のリードフレーム21および23は、吊りピン43および45を介してつながった状態に形成される。さらに、リードフレームシートの表面には、Agメッキが施される。   First, lead frames 21 and 23 are prepared (S01). The lead frames 21 and 23 are formed, for example, by selectively etching a copper or copper alloy sheet. That is, a lead frame sheet including a plurality of lead frames 21 and 23 is provided. The plurality of lead frames 21 and 23 are formed in a state of being connected via the suspension pins 43 and 45. Further, Ag plating is applied to the surface of the lead frame sheet.

次に、リードフレーム21の上にLEDチップ25および27をマウントし、リードフレーム23の上に保護ダイオード29をマウントする(S02)。LEDチップ25および27のダイマウント材として、例えば、導電ペースト(Agペースト)または絶縁ペーストを用いることができる。保護ダイオード29のダイマウント材には、例えば、導電ペーストを用いる。また、LEDチップ25および27、保護ダイオード29のダイマウントには、半田および共晶半田を用いても良い。   Next, the LED chips 25 and 27 are mounted on the lead frame 21, and the protective diode 29 is mounted on the lead frame 23 (S02). As a die mount material for the LED chips 25 and 27, for example, a conductive paste (Ag paste) or an insulating paste can be used. For the die mount material of the protection diode 29, for example, a conductive paste is used. Further, solder and eutectic solder may be used for the die mounts of the LED chips 25 and 27 and the protection diode 29.

続いて、ダイマウント材をキュアし、LEDチップ25および27、保護ダイオード29をそれぞれリードフレーム21および23に固着させる(S03)。   Subsequently, the die mount material is cured, and the LED chips 25 and 27 and the protection diode 29 are fixed to the lead frames 21 and 23, respectively (S03).

次に、ワイヤボンディングを行い、LEDチップ25および27を、それぞれリードフレーム21および23に接続する(S04)。また、保護ダイオード29をリードフレーム21に接続する。   Next, wire bonding is performed to connect the LED chips 25 and 27 to the lead frames 21 and 23, respectively (S04). Further, the protection diode 29 is connected to the lead frame 21.

次に、LEDチップ25および27、保護ダイオード29をぞれぞれ固着したリードフレームシートの上面に透明樹脂40をモールドする(S05)。例えば、真空成型法を用いて、リードフレームシートの上に均一に透明樹脂40をモールドする。続いて、透明樹脂40をキュアして硬化させる(06)。   Next, the transparent resin 40 is molded on the upper surface of the lead frame sheet to which the LED chips 25 and 27 and the protection diode 29 are fixed (S05). For example, the transparent resin 40 is uniformly molded on the lead frame sheet using a vacuum forming method. Subsequently, the transparent resin 40 is cured and cured (06).

透明樹脂40は、例えば、シリコーンであり、蛍光体を分散する。蛍光体は、LED25および27の放射する青色光により励起され、黄色の蛍光を発するもの、または、赤色光を発する蛍光体と、緑色光を発する蛍光体と、を混合して分散しても良い。また、青、緑、赤の3色の光をそれぞれ放射する3つのLEDチップを用いる場合には、透明樹脂40は蛍光体を含まず、光の散乱材を分散しても良い。   The transparent resin 40 is, for example, silicone and disperses the phosphor. The phosphor is excited by the blue light emitted from the LEDs 25 and 27 and emits yellow fluorescence, or the phosphor emitting red light and the phosphor emitting green light may be mixed and dispersed. . When using three LED chips that emit light of three colors of blue, green, and red, the transparent resin 40 does not include a phosphor, and a light scattering material may be dispersed.

次に、透明樹脂40およびリードフレームシートをダイシングし、個々の半導体光源20に分離する。例えば、ダイシングブレードを用いて透明樹脂40を直方体の形状に切断する(S07)。   Next, the transparent resin 40 and the lead frame sheet are diced and separated into individual semiconductor light sources 20. For example, the transparent resin 40 is cut into a rectangular parallelepiped shape using a dicing blade (S07).

次に、半導体光源20の特性を検査し、所定の基準を充足するものを良品として選別する(S08)。続いて、基板10の上に、複数の半導体光源20を実装する(S09)。例えば、導電性ペーストを用いてマウントしても良いし、半田リフローを用いても良い。   Next, the characteristics of the semiconductor light source 20 are inspected, and those satisfying a predetermined standard are selected as non-defective products (S08). Subsequently, a plurality of semiconductor light sources 20 are mounted on the substrate 10 (S09). For example, mounting may be performed using a conductive paste, or solder reflow may be used.

上記の通り、半導体光源20は、リードフレームへの発光素子の実装と、1回の樹脂モールドにより形成される。このため、半導体光源20では、樹脂パッケージの小型化が容易であり、基板10に高密度実装することが可能である。また、外囲器を有するLEDに比べて製造過程が簡略化されるため、製造コストを低減することができる。   As described above, the semiconductor light source 20 is formed by mounting the light emitting element on the lead frame and performing one resin molding. Therefore, in the semiconductor light source 20, the resin package can be easily downsized and can be mounted on the substrate 10 with high density. In addition, since the manufacturing process is simplified as compared with an LED having an envelope, the manufacturing cost can be reduced.

図5は、実施形態に係る半導体発光装置100の実装過程を例示する模式断面図である。半導体発光装置100は、例えば、ネジ71を用いて照明器具の筐体70に実装される。   FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating the mounting process of the semiconductor light emitting device 100 according to the embodiment. The semiconductor light emitting device 100 is mounted on the housing 70 of the lighting fixture using, for example, screws 71.

半導体発光装置100は、図5(a)に示すように、実装前に基板10に反りが生じたとしても、図5(b)に示すように、筐体70に密着した状態に実装することができる。すなわち、基板10の第2の主面10bに設けた溝15が反りを緩和し、基板10を筐体70の上面に密着させる。   As shown in FIG. 5A, the semiconductor light emitting device 100 is mounted in a state of being in close contact with the housing 70 as shown in FIG. 5B even if the substrate 10 is warped before mounting. Can do. That is, the groove 15 provided on the second main surface 10 b of the substrate 10 relaxes the warpage, and the substrate 10 is brought into close contact with the upper surface of the housing 70.

また、図5(b)に示すように、半導体発光装置100を筐体70に実装した状態において、半導体光源20の発熱により基板10に生じる応力を、溝15により低減することができる。そして、基板10の反りを抑制し、筐体70に密着した状態を維持することができる。これにより、半導体光源20の熱を効率よく放散することが可能となり、半導体発光装置100の信頼性を向上させることができる。   Further, as shown in FIG. 5B, the stress generated in the substrate 10 due to heat generated by the semiconductor light source 20 can be reduced by the grooves 15 in a state where the semiconductor light emitting device 100 is mounted on the housing 70. And the curvature of the board | substrate 10 can be suppressed and the state closely_contact | adhered to the housing | casing 70 can be maintained. As a result, the heat of the semiconductor light source 20 can be efficiently dissipated, and the reliability of the semiconductor light emitting device 100 can be improved.

図6は、実施形態の変形例に係る半導体発光装置を表す平面図である。基板10の第2の主面10bに形成される溝15は、図1(b)に示す例に限らず、例えば、図6(a)〜図6(c)に示すパターンに形成しても良い。   FIG. 6 is a plan view illustrating a semiconductor light emitting device according to a modification of the embodiment. The grooves 15 formed in the second main surface 10b of the substrate 10 are not limited to the example shown in FIG. 1B, but may be formed in the patterns shown in FIGS. 6A to 6C, for example. good.

図6(a)では、溝15aは、同図の上下および左右にそれぞれ複数設けられる。また、図6(b)に示すように、基板10の中央から放射状に溝15bを設けても良い。さらに、図6(c)に示すように、基板10の中央を中心とする同心円状に溝15cを設けても良い。   In FIG. 6A, a plurality of grooves 15a are provided on each of the upper and lower sides and the left and right sides in the figure. Further, as shown in FIG. 6B, grooves 15 b may be provided radially from the center of the substrate 10. Furthermore, as shown in FIG. 6C, a groove 15c may be provided concentrically with the center of the substrate 10 as the center.

上記の通り、実施形態は、外囲器を設けない単純な構成の樹脂パッケージを有する半導体光源20を高密度実装し、高出力の半導体発光装置を実現する。そして、耐熱性および耐光性の高い樹脂を用いて半導体発光素子をモールドすることにより、半導体光源の信頼度を向上させる。さらに、基板に溝を設けることにより反りを緩和し放熱を向上させる。これにより、高出力で信頼性の高い半導体発光装置を実現する。   As described above, the embodiment realizes a high-power semiconductor light emitting device by mounting the semiconductor light source 20 having a resin package with a simple configuration without providing an envelope at high density. And the reliability of a semiconductor light source is improved by molding a semiconductor light emitting element using resin with high heat resistance and light resistance. Further, by providing a groove in the substrate, the warpage is alleviated and the heat radiation is improved. Thereby, a semiconductor light emitting device with high output and high reliability is realized.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

10、60・・・基板、 10a、60a・・・第1の主面、 10b、60b・・・第2の主面、 13・・・凹部、 15、15a、15b、15c・・・溝、 20・・・半導体光源、 21、23・・・リードフレーム、 21b、23b・・・裏面、 25、27・・・LEDチップ、 29・・・保護ダイオード、 31・・・Agペースト、 33、34、37、39・・・金属ワイヤ、 40・・・透明樹脂、 40a・・・上面、 40b・・・裏面、 41、42・・・溝、 43、45・・・吊りピン、 51、61・・・基材、 53、55、57・・・配線、 59・・・レジスト、 65・・・絶縁層、 70・・・筐体、 71・・・ネジ、 100・・・半導体発光装置   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 60 ... Board | substrate, 10a, 60a ... 1st main surface, 10b, 60b ... 2nd main surface, 13 ... Recessed part, 15, 15a, 15b, 15c ... Groove, 20 ... Semiconductor light source 21, 23 ... Lead frame, 21b, 23b ... Back side, 25, 27 ... LED chip, 29 ... Protection diode, 31 ... Ag paste, 33, 34 , 37, 39 ... Metal wire, 40 ... Transparent resin, 40a ... Upper surface, 40b ... Back surface, 41, 42 ... Groove, 43, 45 ... Hanging pin, 51, 61 ..Substrate, 53, 55, 57 ... wiring, 59 ... resist, 65 ... insulating layer, 70 ... housing, 71 ... screw, 100 ... semiconductor light emitting device

Claims (7)

第1の主面と、前記第1の主面とは反対側の第2の主面と、を有し、前記第1の主面および前記第2の主面のいずれかにV溝が設けられた基板と、
前記基板の前記第1の主面に実装された複数の半導体光源と、
を備え、
前記複数の半導体光源のそれぞれは、
第1のリードフレームと、
前記第1のリードフレームの上面に固着された半導体発光素子と、
前記第1のリードフレームに並設され、金属ワイヤを介して前記半導体素子に電気的に接続された第2のリードフレームと、
前記第1のリードフレームと、前記半導体発光素子と、前記第2のリードフレームと、を封止し、前記半導体発光素子の放射光で励起される蛍光体を含む透明樹脂と、
を有する半導体発光装置。
A first main surface and a second main surface opposite to the first main surface, and a V-groove is provided on either the first main surface or the second main surface. A printed circuit board,
A plurality of semiconductor light sources mounted on the first main surface of the substrate;
With
Each of the plurality of semiconductor light sources is
A first lead frame;
A semiconductor light emitting element fixed to the upper surface of the first lead frame;
A second lead frame arranged in parallel to the first lead frame and electrically connected to the semiconductor element via a metal wire;
A transparent resin containing a phosphor that seals the first lead frame, the semiconductor light emitting element, and the second lead frame and is excited by the emitted light of the semiconductor light emitting element;
A semiconductor light emitting device.
第1の主面と、前記第1の主面とは反対側の第2の主面と、を有し、前記第1の主面および前記第2の主面のいずれかに溝が設けられた基板と、
前記基板の前記第1の主面に実装された複数の半導体光源と、
を備え、
前記複数の半導体光源のそれぞれは、
第1のリードフレームと、
前記第1のリードフレームの上面に固着された半導体発光素子と、
前記第1のリードフレームに並設され、金属ワイヤを介して前記半導体素子に電気的に接続された第2のリードフレームと、
前記第1のリードフレームと、前記半導体発光素子と、前記第2のリードフレームと、を封止した透明樹脂と、
を有する半導体発光装置。
A first main surface and a second main surface opposite to the first main surface, and a groove is provided on either the first main surface or the second main surface. A substrate,
A plurality of semiconductor light sources mounted on the first main surface of the substrate;
With
Each of the plurality of semiconductor light sources is
A first lead frame;
A semiconductor light emitting element fixed to the upper surface of the first lead frame;
A second lead frame arranged in parallel to the first lead frame and electrically connected to the semiconductor element via a metal wire;
A transparent resin encapsulating the first lead frame, the semiconductor light emitting element, and the second lead frame;
A semiconductor light emitting device.
前記透明樹脂は、前記半導体発光素子の放射光で励起される蛍光体を含む請求項2記載の半導体発光装置。   The semiconductor light-emitting device according to claim 2, wherein the transparent resin includes a phosphor that is excited by emitted light of the semiconductor light-emitting element. 前記溝は、その延在方向に垂直な断面においてV字形状である請求項2または3に記載の半導体発光装置。   The semiconductor light-emitting device according to claim 2, wherein the groove has a V shape in a cross section perpendicular to the extending direction thereof. 前記溝は、前記第2の主面側に設けられた請求項2〜4のいずれか1つに記載の半導体発光装置。   The semiconductor light-emitting device according to claim 2, wherein the groove is provided on the second main surface side. 前記基板は、前記第2の主面を有する金属ベースと、前記第1主面側であって前記金属ベースの上面に設けられた絶縁層と、を含む請求項2〜5のいずれか1つに記載の半導体発光装置。   The said board | substrate contains the metal base which has the said 2nd main surface, and the insulating layer provided in the said 1st main surface side and on the upper surface of the said metal base. The semiconductor light-emitting device described in 1. 前記基板は、セラミックを含む請求項2〜5のいずれか1つに記載の半導体発光装置。   The semiconductor light-emitting device according to claim 2, wherein the substrate includes ceramic.
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