(57)【要約】【課題】半導体発光素子を固定する固定手段の形状を工夫することにより、ダイシングにより固定手段に生じる表面薄膜（メタライズ）の出っ張り又は突起部（バリ）をなくし、半導体発光素子と固定手段の密着度を高め放熱を安定させる固定手段を提供することを目的とする。【解決手段】固定手段10は、半導体発光素子15がボンディングにより固定され、該固定手段は、前記半導体発光素子が固定される水平頂面部13と、前記半導体発光素子の発光側にあり、前記水平部より低く形成された段差部14と、を有する固定手段なので、半導体発光手段は、固定手段に対して傾くことがなく、固定手段と密着して固定されるので、安定した放熱が可能となる。【選択図】図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光素子（１５）をボンディングにより固定するための固定手段（１０）であって、該固定手段（１０）は、当該半導体発光素子（１５）がボンディングにより固定されるメタライズされた水平頂面部（１３）と、該水平頂面部（１３）に対して垂直方向の側面部（１７）とを含み、該側面部（１７）は、該固定手段の母材をメタライズ後にダイシングして形成されたものであり、該水平頂面部（１３）と該側面部（１７）との間には、該水平頂面部（１３）の端縁（１８）から下方に延びる該固定手段の母材をメタライズする前に形成された側壁（１６）と、該側壁（１６）の下方端縁（２０）から横方向に該側面部（１７）の上端縁（１９）まで延びていて該水平頂面部（１３）よりも低い位置を占める段差部（１４）とが介在されており、これにより、該水平頂面部（１３）にボンディング固定された当該半導体発光素子（１５）は、その発光側（２１）が該段差部（１４）の上方に位置して、ダイシングして形成された該側面部（１７）の上端縁（１９）との干渉が阻止されるようになっていることを特徴とする固定手段。
【請求項２】
半導体発光素子（１5）をボンディングにより固定するための固定手段（１０）の製造方法であって、
前記固定手段をダイシングにより分割する前に、予め前記固定手段のダイシング線上に所定幅の溝を形成するステップと、
前記固定手段をメタライズするステップと、
前記溝の中央を前記溝に沿ってダイシングするステップと、
を含むことを特徴とする固定手段の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子を固定する固定手段及びその固定手段製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図７のとおり、半導体発光素子の固定手段は、略直方体の形状に形成する。この略直方体の固定手段は、元の材料をダイシングにより形成する。このため、ダイシングされた箇所には突起物又は出っ張り（バリ）が生ずる。そうすると、この固定手段に半導体発光素子を固定すると、この突起物のため、半導体発光素子が傾き、発光素子からの光の光路が安定しない、あるいは光が突起物のため遮られ目的の方向に進まないという問題があった。さらに半導体発光素子が固定手段から浮き上がり、固定手段との密着度が不十分なため放熱が安定しないという問題があった。
【０００３】
半導体発光素子の固定手段の形状として、例えば、下記特許文献のものがある。これは、半導体発光素子の固定手段の形状を発明の特徴とするものである。この発明によると、発光素子からの光の光路が安定し、発光素子から発生した熱も効率的に放熱する。
【特許文献１】特開２００２−２０４０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した形状においては、その形状をどのように作るのか明確に記載されていない。また、そういった形状の固定手段を実現したとしてもその製造には相当なコストが必要なことは明らかである。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、ダイシングによる表面の金属薄膜（メタライズ）の突起物等による半導体発光素子の傾きといった不具合を防止し、半導体発光素子と固定手段の密着度を高め放熱を安定させる固定手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の固定手段は、半導体発光素子１５をボンディングにより固定するための固定手段１０であって、該固定手段１０は、当該半導体発光素子１５がボンディングにより固定されるメタライズされた水平頂面部１３と、該水平頂面部１３に対して垂直方向の側面部１７とを含み、該側面部１７は、該固定手段の母材をメタライズ後にダイシングして形成されたものであり、該水平頂面部１３と該側面部１７との間には、該水平頂面部１３の端縁１８から下方に延びる該固定手段の母材をメタライズする前に形成された側壁１６と、該側壁１６の下方端縁２０から横方向に該側面部１７の上端縁１９まで延びていて該水平頂面部１３よりも低い位置を占める段差部１４とが介在されており、これにより、該水平頂面部１３にボンディング固定された当該半導体発光素子１５は、その発光側２１が該段差部１４の上方に位置して、ダイシングして形成された該側面部１７の上端縁１９との干渉が阻止されるようになっていることを特徴とするものである。 これにより半導体発光素子を水平に保持することができ、半導体発光素子を固定手段に密着させることができる。また、半導体発光素子から発光された光が光路をさえぎられることがない。
本発明の固定手段の製造方法は、半導体発光素子１５をボンディングにより固定するための固定手段１０の製造方法であって、前記固定手段をダイシングにより分割する前に、予め前記固定手段のダイシング線上に所定幅の溝を形成するステップと、前記固定手段をメタライズするステップと、前記溝の中央を前記溝に沿ってダイシングするステップとを含むことを特徴とするものである。これにより、水平頂面部の高さより段差部の高さを低く出来るので、突起が発生したとしても、これによる光路の遮りを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、半導体発光素子に係る発明の実施の形態について説明する。最初に本発明の固定手段の構成について説明する。
【０００８】
図１において、図１（ａ）は、ダイシング後の固定手段の上面図、図１（ｂ）は、Ａ−Ａ’間の断面図及び図１（ｃ）は、本発明の固定手段の図１（ｂ）におけるＢの拡大図を示している。図２は、本発明の固定手段１０に半導体発光素子１５を固定した状態を示す図である。
【０００９】
図１（ｃ）のとおり、水平頂面部１３と段差部１４で固定手段が形成されている。水平頂面部１３は、半導体発光素子が固定される箇所である。段差部１４は、第６図の従来の固定手段における突起部３に相当する突起部２２を含んだ構成となっている。段差部１４により、突起部２２を水平頂面部１３より低くすることが出来る。段差部１４は、半導体発光素子からの光が進む方向に形成されている。
【００１０】
固定手段基板１１は、固定手段の母材であり、通常熱伝導度の高い材料が用いられ、例えばSiやSiC、AlN等が使用される。
【００１１】
側面部１７は、固定手段の元の母材をダイシングにより分割したとき形成される面である。
【００１２】
メタライズ１２は、固定手段基板上にメタライズにより形成された金属被膜であり、この金属被膜を介して半導体発光素子に電流が供給されことになる。第１図(ａ)において、上下にメタライズ２４、２５が存在するが、これらはそれぞれ絶縁されており、アノード又はカソードとして使用される。
【００１３】
突起部３、２２は、固定手段の元の母材をダイシングにより分割したとき生じる。
【００１４】
上端縁１９は、段差部１４と側面部１７との接触部に形成される。
【００１５】
側壁１６は、固定手段の元の母材上にメタライズにより金属被膜を形成する前に、ダイシング線上に予め所定幅の溝を形成するときに生じる面である。
【００１６】
下方端縁２０は、段差部１４と側壁１６の接触部に形成される。
【００１７】
端縁１８は、水平頂面部１３と側壁１６の接触部に形成される。
【００１８】
水平頂面部１３には、半導体発光素子が半田でボンディング固定される。この部分は水平でなくてはならない。半導体発光素子から発光された光のビームの角度が安定化しないからである。図７に示す従来の固定手段では、段差部１４がないため、半導体発光素子の固定箇所にダイシングにより生じたメタライズ突起物が半導体発光素子の端部にあたり、半導体発光素子が傾いてしまう。しかし、段差部１４を設けることにより、半導体発光素子が傾くことはない。
【００１９】
図２は、本発明の実施例である固定手段の水平頂面部１３に半導体発光素子１５が固定されている図である。段差部１４を設けることにより、半導体発光素子の固定箇所にダイシングにより生じたメタライズ突起物が水平頂面部1３より低くなり、突起物のために半導体発光素子が傾くことなく、半導体発光素子１５は、固定手段に水平に固定される。したがって、半導体発光素子から発光された光の光路が安定し、また、固定面から浮き上がることなく固定手段に密着固定される。
【００２０】
さらに、段差部１４は、水平頂面部１３より低く形成されているため、半導体発光素子から発光された光の光路が突起部により妨げられることはない。この固定手段は、半導体発光装置における、いわゆるサブマウントであってもいいし、ヒートシンクであってもよい。また両者を含んだものであっても良い。
【００２１】
また、段差部１４は、メタライズが回り込んでいることにより、半導体発光素子を水平頂面部１３に半田でボンディング固定するとき、半田が段差部に効率よく流れて、半田ボールの発生を防ぐことが出来る。
【００２２】
図６は、固定手段に半導体発光素子を半田でボンディングしたときの半田の状態を示す図である。図６（ａ）は、固定基板水平頂面部２３と側壁１６のなす角度Ｅが９０度の場合。図６（ｂ）は、固定基板水平頂面部２３と側壁１６のなす角度Ｆが６０度の場合。図６（ｃ）は、固定基板水平頂面部２３と側壁１６のなす角度Ｇが１２０度の場合の図である。
【００２３】
図６（ａ）では、半田が段差部に効率的に流れ落ちており、半田のために半導体発光素子からの光が遮られることはない。しかし、図６（ｂ）では、半田が段差部に流れ落ちず、半田ボールが生じてしまい、この半田ボールのために半導体発光素子からの光が遮られることがある。図５（ｃ）においては、段差が不十分で、半田が段差部で盛り上がりを作ってしまい、半導体発光素子からの光が同様に遮られることがある。これらは、実験により得られた結果である。したがって、この角度は、６０度を超え１２０度未満がもっともよい。
【００２４】
図３の実施例は、水平頂面部１３と段差部１４の境目３３にメタライズを存在させたものである。これにより、半導体発光素子を水平頂面部１３にボンディング固定するとき、半田が段差部にさらに効率的に流れる。
【００２５】
次に本発明の固定手段の製造方法について説明する。図４は、固定手段の従来の製造方法を示した図である。図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順に製造される。図５は、本発明の製造方法を示した図である。同様に図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順に製造される。
【００２６】
従来方法の図４において、図４（ａ）−１は、メタライズ前の固定手段基板の上面図、図４（ａ）−２は、そのＡ−Ａ’間の断面図を示す図である。
【００２７】
図４（ｂ）−１は、メタライズ後の固定手段基板の上面図、図４（ｂ）−２は、そのＡ−Ａ’間の断面図を示す図である。さらに、図４（ｃ）は、ダイシングによる分割後の断面図を示す図である。
【００２８】
本願発明方法の図５において、図５（ａ）−１は、メタライズ前に予め溝を形成した固定手段基板の上面図、図５（ａ）−２は、そのＡ−Ａ’間の断面図を示す図である。
【００２９】
図５（ｂ）−１は、メタライズ後の固定手段基板の上面図、図５（ｂ）−２は、そのＡ−Ａ’間の断面図を示す図である。さらに、図５（ｃ）は、ダイシングによる分割後の断面図を示す図である。
【００３０】
従来方法では、図４（ａ）−１、図４（ａ）−２で表された固定手段基板に、図４（ｂ）−１、図４（ｂ）−２のようにそのままメタライズを施し、図４（ｃ）のようにメタライズ後の固定手段基板をダイシングし、目的の固定手段を製造する。
【００３１】
一方、本発明方法においては、図５（ａ）−１、図５（ａ）−２のようにメタライズを施す前の固定手段基板に予め溝を作りこんでおく。図５の（ａ）−１のＨ及び図５の（ａ）−２のＩが、この溝を示す図である。
【００３２】
つぎに、この固定手段基板に図５（ｂ）−１、図５（ｂ）−２のようにメタライズを施し、図５（ｃ）のようにメタライズ後の固定手段基板をダイシングし、目的の固定手段を製造する。
【００３３】
図５（ａ）−１のＨ及び図５（ａ）−２のＩのように固定手段基板をメタライズする前に溝を作るという簡便な方法により、固定手段に段差部を作ることができる。これによると、費用の負担も小さい。
【００３４】
以上説明したとおり、材料をダイシングし、ダイシング部分にメタライズの突起部ができたとしても、段差部があることにより、その突起部が半導体発光素子の固定部分である水平頂面部より低くなるので、突起部分のために半導体発光素子が傾くことなく、半導体発光素子を水平に取り付けられる。これにより、半導体発光素子から発光された光の光路が安定する。また、突起部が半導体発光素子の固定部分である水平頂面部より低くなるので、突起部により光が遮られることもない。さらに半導体発光素子が固定手段に密着するので、熱を効率的に放熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の固定手段材料の上面図、断面図及びＢの拡大図
【図２】本発明の固定手段に半導体発光素子を固定した状態を示す側面図
【図３】他の実施例の固定手段材料の上面図、断面図及びＤの拡大図
【図４】固定手段を製造するための従来方法を示す図
【図５】固定手段を製造するための本発明方法を示す図
【図６】固定基板水平頂面部と側壁とのなす角度の違いによる、本発明の固定手段に半導体発光素子を固定した状態を示す側面図
【図７】従来の固定手段の形状を示す側面図
【符号の説明】
【００３６】
１：固定手段基板
２：メタライズ
３：メタライズの突起
１０：固定手段
１１：固定手段基板
１２：メタライズ
１３：水平頂面部
１４：段差部
１５：半導体発光素子
１６：側壁
１７：側面部
１８：端縁
１９：上端縁
２０：下方端縁
２１：半導体発光素子端面
２２：突起部
２３：固定基板水平頂面部
【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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【図７】
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