(57)【要約】【課題】  従来のＬＥＤ発光装置は、ＬＥＤの裏面側より発光された放射光を有効活用できないため発光効率が得難く、かつモールドした蛍光樹脂と回路基板との結合力が不足するため、蛍光樹脂と回路基板との隙間からの水分侵入による信頼性の低下が問題であった。【解決手段】  回路基板上に半導体発光素子を実装した半導体発光装置において、前記回路基板の上面側に設けた配線電極と裏面側に設けた出力電極とを備えると共に、前記回路基板は少なくとも1つの貫通孔を備え、前記回路基板上の配線電極に前記半導体発光素子を実装するとともに、前記半導体発光素子を蛍光粒子を混入した蛍光樹脂でモールドし、前記回路基板の貫通孔に前記モールドした蛍光樹脂が充填されていること。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板上に半導体発光素子を実装した半導体発光装置において、前記回路基板の上面側に設けた配線電極と裏面側に設けた出力電極とを備えると共に、前記回路基板は少なくとも１つの貫通孔を備え、前記回路基板上の配線電極に前記半導体発光素子を実装するとともに、前記半導体発光素子を蛍光粒子を混入した蛍光樹脂でモールドし、前記回路基板の貫通孔に前記モールドした蛍光樹脂が充填されていることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記回路基板の貫通孔は複数個設けられている請求項１記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記回路基板は透光性の回路基板である請求項１または２に記載の半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体発光装置に関するものであり、詳しくは実装の信頼性が高く、発光効率の高い半導体発光装置の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＥＤ素子（以下ＬＥＤと略記する）は半導体発光素子であるため、長寿命で優れた駆動特性を有し、さらに小型で発光効率が良く、鮮やかな発光色を有することから、カラー表示装置のバックライトや照明等に広く利用されるようになってきた。
【０００３】
特に近年、ＬＥＤを回路基板に搭載し蛍光樹脂でＬＥＤを封止した半導体発光装置（以下ＬＥＤ発光装置と略記する）としてはその実装の信頼性が高めること、及び発光効率を高めることが要求されている。そこで、ＬＥＤ発光装置の発光効率を高める方法として回路基板におけるＬＥＤ実装部の周辺に反射部材を設けたり、または回路基板としてアルミナ等の反射率の高い材質を採用して、ＬＥＤの発光を無駄なく利用して発光効率を高めることが提案されている。（例えば特許文献１，特許文献２）。
【０００４】
以下従来のＬＥＤ発光装置に付いて説明する。
図５，は特許文献１における従来の反射部材付ＬＥＤ発光装置の断面図である。図５においてＬＥＤ発光装置１００は、配線電極１０２ａを有する樹脂基板１０２上にＬＥＤ１０３をワイヤー１０４によって実装し、このＬＥＤ１０３を蛍光樹脂１０５でモールドしている。そして樹脂基板１０２の上面におけるＬＥＤ１０３を実装した周辺には樹脂製の白色反射膜１０６が設けられている。
【０００５】
上記ＬＥＤ発光装置１００の動作は、ＬＥＤ１０３から放射された光の内の樹脂基板１０２の方向に向かう光が白色反射膜１０６により上方に反射されるものである。従って樹脂基板１０２で吸収されていた光の損失分がなくなり、ＬＥＤ１０３から放射された光はほぼ全てが上方に向かって放射されるので、ＬＥＤ発光装置としての発光効率が高くなり、光量の増加が行われる。
【０００６】
図６は特許文献２における従来の反射部材付ＬＥＤ発光装置の断面図であり、趣旨を逸脱しない範囲で簡素化している。図６においてＬＥＤ発光装置２００は、電極２０２ａを有する樹脂基板２０２上にＬＥＤ２０３を実装し、このＬＥＤ２０３を蛍光樹脂２０５でモールドしている。そして電極２０２ａの上面におけるＬＥＤ２０３の実装領域及びワイヤー２０４のボンディング領域を除くほぼ全面に絶縁層２０７が形成され、この絶縁層２０７の上面に金属蒸着によって金属反射層２０８が形成されている。
【０００７】
上記ＬＥＤ発光装置２００において、ＬＥＤ２０３から放射された光の内の樹脂基板２０２の方向に向かう光は金属反射層２０８により上方に反射される。従って樹脂基板２０２で吸収されていた光の損失分がなくなり、ＬＥＤ２０３から放射された光はほぼ全てが上方に向かって放射されるので、ＬＥＤ発光装置としての発光効率が高くなり、光量の増加が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２３１８３号公報
【特許文献２】特開２００５−２６２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１及び特許文献２の提案は、いずれも樹脂基板上に反射層を形成しているため、樹脂基板の上方への発光効率は良くなるが、樹脂基板方向に発光された放射光は、反射部材が配置されている部分以外は樹脂基板に吸収されて有効に利用することができず、この結果、ＬＥＤからの発光を全て利用して発光効率を完全に発揮させることができなかった。
【００１０】
また特許文献１、特許文献２の提案は、回路基板としての樹脂基板上に設けられた配線電極や、実装されたＬＥＤの上面に、蛍光樹脂をモールドしているだけなので、モールド樹脂と回路基板との結合性に問題があり、モールド樹脂と回路基板との間に生じた隙間から水分の侵入による特性の劣化が生ずる問題があった。
【００１１】
本発明の目的は上記問題点を解決しようとするものであり、モールド樹脂と回路基板との結合性を高めて、モールド樹脂と回路基板との間に生じる隙間から水分の侵入による特性の劣化を防止し、かつＬＥＤから発光された全ての発光を有効に取り出すことによって、高い出射効率が得られるＬＥＤ発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため本発明においては、回路基板上に半導体発光素子を実装した半導体発光装置において、前記回路基板の上面側に設けた配線電極と裏面側に設けた出力電極とを備えると共に、前記回路基板は少なくとも1つの貫通孔を備え、前記回路基板上の配線電極に前記半導体発光素子を実装するとともに、前記半導体発光素子を蛍光粒子を混入した蛍光樹脂でモールドし、前記回路基板の貫通孔に前記モールドした蛍光樹脂が充填されていることを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、回路基板に設けた貫通孔に蛍光樹脂を充填させることによって、モールド樹脂と回路基板との結合力を高め、間に生じる隙間から水分の侵入による特性の劣化を防止し、かつＬＥＤから回路基板方向に出射された光も、貫通孔に充填された蛍光樹脂による波長変換を行って有効光として出射することができ、ＬＥＤの発光の出射効率を高めることができる。
【００１４】
前記回路基板の貫通孔は複数個設けられていると良い。
【００１５】
前記回路基板は透光性の回路基板であると良い。
【００１６】
上記の構成では、回路基板を透光性にすることによって、回路基板の上面からの波長変換光に加えて、貫通孔に充填された蛍光樹脂により波長変換された変換光も、回路基板を通して有効光として取り出すことができる。
【発明の効果】
【００１７】
上記の如く本発明によれば、回路基板に設けた貫通孔に蛍光樹脂を充填させることによって、モールド樹脂と回路基板との結合力を高め、間に生じる隙間から水分の侵入による特性の劣化を防止し、かつＬＥＤから回路基板方向に出射された光も、貫通孔に充填された蛍光樹脂による波長変換を行って有効光として出射することができ、ＬＥＤの発光の出射効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態におけるＬＥＤ発光装置の断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態におけるＬＥＤ発光装置の断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態におけるＬＥＤ発光装置の断面図である。
【図４】本発明の第４実施形態におけるＬＥＤ発光装置の断面図である。
【図５】従来技術におけるＬＥＤ発光装置の断面図である。
【図６】従来技術におけるＬＥＤ発光装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１実施形態）
以下図面により、本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の第１実施形態におけるＬＥＤ発光装置の断面図である
【００２０】
図１においてＬＥＤ発光装置１０を構成する樹脂製の回路基板２には、上面側の配線電極２ａ、裏面側の出力電極２ｂ、上面の配線電極２ａと裏面側の出力電
極２ｂとを接続するスルーホール電極２ｃが設けられており、さらに回路基板２の中央には貫通孔２ｄが設けられている。
【００２１】
回路基板２の上面側にはＬＥＤ３がバンプ電極３ａにより配線電極２ａにフリップチップ実装されている。上記フリップチップ実装の条件としては、ＬＥＤ３のバンプ電極３ａをＡｕバンプとし、バンプ電極３ａと配線電極２ａとの接続はＡｕ―Ｓｎの共晶接合によって行うことができる。さらに回路基板２の上面側を蛍光粒子を混入した蛍光樹脂５でモールドすることにより、ＬＥＤ発光装置１０が完成する。そしてこの蛍光樹脂５は回路基板２の貫通孔２ｄの内部にも充填されている。
【００２２】
次にＬＥＤ発光装置１０の特徴及び動作を説明する。上記構成を有するＬＥＤ発光装置１０の出射光動作は、ＬＥＤ３の上面から出射される主出射光は蛍光樹脂５で波長変換されて、矢印Ｐ１で示す如く上方に出射される。またＬＥＤ３の下面から出射される出射光は回路基板２における貫通孔２ｄの内部に充填された蛍光樹脂５ａによって波長変換されて矢印Ｐ２で示す如く下方に出射される。    
【００２３】
また、回路基板２の貫通孔２ｄの内部に充填された蛍光樹脂５ａは、回路基板２に対する蛍光樹脂５のアンカー効果を有するため、モールド樹脂と回路基板との結合力を高めることで間に隙間を生じることがなく、水分の侵入による特性の劣化を防止することができる。
【００２４】
（第２実施形態）
図２は本発明の第２実施形態におけるＬＥＤ発光装置の断面図であり、図１に示す第１実施形態におけるＬＥＤ発光装置１０と基本的構成は同じであり、同一要素には同一番号を付し、重複する説明を省略する。
【００２５】
図２に示す第２実施形態におけるＬＥＤ発光装置２０が第１実施形態におけるＬＥＤ発光装置１０と異なるところは、回路基板２に設けた貫通孔２ｄが複数あり、各貫通孔２ｄ１、２ｄ２，２ｄ３からも内部に充填された蛍光樹脂５ａによって波長変換された出射光Ｐ２が下方に出射されている。従ってＬＥＤ発光装置２０においては、回路基板２で吸収される出射光が少なくなってさらに発光効率が良くなると共に、回路基板２と蛍光樹脂５との結合力も増加して、水分の侵入による特性の劣化の防止効果も高まる。
【００２６】
（第３実施形態）
図３は本発明の第３実施形態におけるＬＥＤ発光装置の断面図であり、図１に示す第１実施形態におけるＬＥＤ発光装置１０と基本的構成は同じであり、同一要素には同一番号を付し、重複する説明を省略する。
【００２７】
図３に示す第３実施形態におけるＬＥＤ発光装置３０が第１実施形態におけるＬＥＤ発光装置１０と異なるところは、ＬＥＤ発光装置１０が回路基板２として樹脂基板を用いていたのに対し、ＬＥＤ発光装置３０では回路基板８として
透明性の基板を用いていることであり、この透明性の回路基板８に貫通孔８ｄを設けて蛍光樹脂５ａを充填している。この回路基板８の透明性材料としては、例えばアルミナ基板等を用いると良い。（適当な材料名を記入して下さい）
【００２８】
上記ＬＥＤ発光装置３０の特徴及び動作としては、ＬＥＤ発光装置１０と同様に貫通孔８ｄに充填された蛍光樹脂５ａによる下面側への出射光Ｐ２と、回路基板８と蛍光樹脂５との結合力増強による信頼性向上効果に加えて、モールドされた蛍光樹脂５及び充填された蛍光樹脂５ａにより波長変換された出射光Ｐ３が透明性の回路基板８を通して出射されることにより、さらに発光効率を高めることができる。
【００２９】
（第４実施形態）
図４示す第４実施形態におけるＬＥＤ発光装置４０は、図３に示す第３実施形態におけるＬＥＤ発光装置３０と基本的構成は同じであり、同一要素には同一番号を付し、重複する説明を省略する。
【００３０】
図４に示す第４実施形態におけるＬＥＤ発光装置４０が第３実施形態におけるＬＥＤ発光装置３０と異なるところは、回路基板８に設けた貫通孔８ｄが複数あり、各貫通孔８ｄ１、８ｄ２，８ｄ３からも内部に充填された蛍光樹脂５ａによって波長変換された出射光Ｐ２が下方に出射されている。従ってＬＥＤ発光装置３０に対して、貫通孔８ｄ１、８ｄ２，８ｄ３からの出射光Ｐ２が多くなってさらに発光効率が良くなると共に、回路基板８と蛍光樹脂５との結合力も増加して、水分の侵入による特性の劣化の防止効果も高まる。
【符号の説明】
【００３１】
２、８                          回路基板
２ａ、１０２ａ、２０２ａ        配線電極
２ｂ、８ｂ                      出力電極
２ｃ、８ｃ                      スルーホール電極
２ｄ、２ｄ１，２ｄ２，２ｄ３    貫通孔
８ｄ、８ｄ１，８ｄ２，８ｄ３    貫通孔
３，１０３，２０３              ＬＥＤ
３ａ                            バンプ電極
５，５ａ、１０５，２０５        蛍光樹脂
１０，２０，３０，４０，１００，２００  ＬＥＤ発光装置
１０２，２０２、                樹脂基板
１０４，２０４                  ワイヤー
１０６                          白色反射膜
２０７                          絶縁層
２０８                          金属反射層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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