(57)【要約】【課題】放熱性、信頼性および生産性に優れた表面実装型発光ダイオードを提供する。【解決手段】この表面実装型発光ダイオード１０は、絶縁性のベース部材２と、ベース部材２上に裏面が接着固定された半導体発光素子１と、半導体発光素子１を囲むようにベース部材２上に熱伝導性接着シート４を介在させて接合された、金属製のリフレクタ５とを備える。半導体発光素子１から発生した熱は、ベース部材２および熱伝導性接着シート４を通ってリフレクタ５へ伝導され、リフレクタ５から外部へ放熱される。リフレクタ５が金属製のため、半導体発光素子１から発生した熱を外部に効率よく放熱できる。リフレクタ５には切りしろを設け、当該切りしろに沿ってダイシングすれば容易にダイシングができるので、歩留まりを低下させることがなく、生産性を向上できる。【選択図】図１
2008235867.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性のベース部材と、
前記ベース部材上に裏面が接着固定された半導体発光素子と、
前記半導体発光素子を囲むように前記ベース部材上に絶縁性を有する接着シートを介在させて接合された、金属製のリフレクタとを備える、表面実装型発光ダイオード。
【請求項２】
前記リフレクタの外周面に、前記外周面の幅よりも小さい幅を有する凸部が形成されている、請求項１に記載の表面実装型発光ダイオード。
【請求項３】
前記凸部が、複数形成されている、請求項２に記載の表面実装型発光ダイオード。
【請求項４】
前記ベース部材は、ガラスエポキシ、アルミナ、エポキシ、ポリイミド、ＡｌＮの少なくともいずれか一つ以上またはそれらの複合体からなる、請求項１に記載の表面実装型発光ダイオード。
【請求項５】
前記リフレクタは、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｇの少なくともいずれか一つ以上またはそれらの複合体からなる、請求項１に記載の表面実装型発光ダイオード。
【請求項６】
前記ベース部材上に、前記半導体発光素子を覆うように、かつ、前記リフレクタと接触しないように、透光性樹脂が設けられている、請求項１に記載の表面実装型発光ダイオード。
【請求項７】
前記ベース部材上に、前記半導体発光素子を覆うように、かつ、前記リフレクタと接触しないように、透光性樹脂が設けられており、
前記透光性樹脂は、前記半導体発光素子が放出する光により励起され、前記放出する光よりも長波長の光を発する蛍光体を含有している、請求項１に記載の表面実装型発光ダイオード。
【請求項８】
前記半導体発光素子は、窒化ガリウム系化合物半導体から成る青色系半導体発光素子であり、
前記ベース部材上に、前記青色系半導体発光素子を覆うように、かつ、前記リフレクタと接触しないように、透光性樹脂が設けられており、
前記透光性樹脂は、前記青色系半導体発光素子が放出する光により励起されると黄色系の光を発する蛍光体を含有している、請求項１に記載の表面実装型発光ダイオード。
【請求項９】
複数の前記半導体発光素子が備えられている、請求項１に記載の表面実装型発光ダイオード。
【請求項１０】
前記接着シートは、熱伝導性接着シートである、請求項１に記載の表面実装型発光ダイオード。
【請求項１１】
前記熱伝導性接着シートは、熱伝導性シリコーン、熱伝導性アクリル、熱伝導性エポキシの少なくともいずれか一つ以上またはそれらの複合体からなる、請求項１０に記載の表面実装型発光ダイオード。
【請求項１２】
前記ベース部材上に、前記半導体発光素子を覆うように、かつ、前記リフレクタと接触しないように、透光性樹脂が設けられており、
前記接着シートは、熱伝導性接着シートであり、
前記透光性樹脂と前記熱伝導性接着シートとが接触している、請求項１に記載の表面実装型発光ダイオード。
【請求項１３】
前記リフレクタの内周面は、円錐面、球面、放物面のいずれかの一部であるように形成
されている、請求項１に記載の表面実装型発光ダイオード。
【請求項１４】
前記ベース部材は、少なくとも、前記半導体発光素子が接着固定されている表面において、金メッキまたは銀メッキの表面処理が施されている、請求項１に記載の表面実装型発光ダイオード。
【請求項１５】
前記ベース部材の表面に金メッキまたは銀メッキの表面処理が施されて、前記半導体発光素子と電気的に接続された導体層を形成している、請求項１に記載の表面実装型発光ダイオード。
【請求項１６】
前記リフレクタの前記ベース部材との接着面は、凹凸を有する、請求項１に記載の表面実装型発光ダイオード。
【請求項１７】
前記リフレクタの前記ベース部材との接着面は、のこぎり歯状である、請求項１に記載の表面実装型発光ダイオード。
【請求項１８】
前記接着シートは、前記リフレクタの内周壁よりも内側にまで伸びて形成されている、請求項１に記載の表面実装型発光ダイオード。
【請求項１９】
金属製のリフレクタ素材に、複数の貫通孔部と、切断用の溝とを形成する工程と、
絶縁性のベース部材集合体上に、熱伝導性接着シートを介在させて、前記リフレクタ素材を接合する工程と、
複数の半導体発光素子を、前記複数の貫通孔部の内側において、前記ベース部材集合体上に接着固定する工程と、
前記溝に沿って前記リフレクタ素材および前記ベース部材集合体をダイシングして、単個のベース部材およびリフレクタを有する表面実装型発光ダイオードに分割する工程とを備える、表面実装型発光ダイオードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、表面実装型発光ダイオードに関し、特に、放熱性、信頼性および生産性を重視する表面実装型発光ダイオードおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子はＡｌＩｎＧａＰやＧａＮなどの化合物半導体ウエハ上にＰＮ接合を形成し、これに順方向電流を通じて可視光または近赤外光の発光を得るものであり、近年、表示をはじめ、通信、計測、制御などに広く応用されている。さらに、特に放熱性・信頼性が重視される車載用分野にも適用範囲が拡大している。表面実装型発光ダイオードにもこうした要求に応えるものが開発されている。従来の表面実装型発光ダイオードは、たとえば特許文献１〜３で提案されている。
【０００３】
図１９は、従来の表面実装型発光ダイオードの構成の例を示す断面模式図である。図１９に示すように、表面実装型発光ダイオード１００は、チップ基板１０１と、チップ基板１０１上に搭載されたＬＥＤチップ１０２と、ＬＥＤチップ１０２を包囲するようにチップ基板１０１上に形成された枠状部材１０３と、枠状部材１０３の凹陥部内に充填されたモールド樹脂１０４と、から構成されている。
【０００４】
チップ基板１０１は、平坦な銅張り配線基板として耐熱性樹脂から構成されており、その表面にチップ実装ランド１０５、接続ランド１０７と、表面から両端縁を通って下面に回り込む表面実装用端子部１０６と、を備えている。そして、チップ基板１０１のチップ実装ランド１０５上に、ＬＥＤチップ１０２が接合されると共に、隣接する接続ランド１０７に対してワイヤボンディングにより電気的に接続されるようになっている。
【０００５】
モールド樹脂１０４は、例えばエポキシ樹脂などの透明材料から構成されており、枠状部材１０３の内側の凹陥部に充填され、硬化されている。チップ基板１０１は、例えばＡｎｙ  Ｌａｙｅｒ  ＡＧＳＰ（Advanced Grade Solid-bump Process）工法による二層構造として、上方基板および下方基板から構成されている。
【０００６】
図２０は、従来の表面実装型発光ダイオードの構成の他の例を示す斜視図である。図２０に示すように、半導体発光装置２００は、リードフレーム２０１と半導体発光素子２０２と封止部材２０３と反射板２０５とを備えている。リードフレーム２０１は複数のリード端子２０４ａ、２０４ｂを有している。半導体発光素子２０２は、リードフレーム２０１にダイボンドされている。封止部材２０３は、複数のリード端子２０４ａ、２０４ｂのそれぞれと半導体発光素子２０２を露出するようにしてリードフレーム２０１を封止している。反射板２０５は封止部材２０３に取り付けられ、半導体発光素子２０２によって発光される光を一方向に向けて出射する。
【０００７】
複数のリード端子のうち半導体発光素子２０２がダイボンドされたリードフレーム２０１の部分に繋がる所定のリード端子２０４ａが、反射板２０５が位置する側に向かって配設されて反射板２０５と繋がっている。この構成によれば、半導体発光素子２０２がダイボンドされている部分と繋がっている所定のリード端子２０４ａが反射板２０５に接続されている。これにより、半導体発光素子２０２において発生した熱が、所定のリード端子２０４ａを介して反射板２０５に確実に伝導する。その結果、反射板２０５に伝導した熱をその反射板２０５によって効率よく放熱させることができる。
【０００８】
この他に、発光素子において発生する熱を熱伝導性のよいセラミック基板を通して反射板に伝導させて、放熱を行っている半導体発光装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００６-１６５１３８号公報
【特許文献２】特開２００５-１８３５３１号公報
【特許文献３】特開２００３-１９７９７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図１９に示す従来の表面実装型発光ダイオード１００では、放熱に関しては、小さなチップ実装ランド１０５上にチップが配置され、段状に下部の導電パターンに接続されているのみである。チップ実装ランド１０５が小さく、導電パターン１０８を通して放熱されていることになるため、この構造では充分に放熱ができないという問題がある。さらにまた、表面実装型発光ダイオード１００の枠状部材１０３は、耐熱性樹脂から形成されているために枠状部材１０３からの放熱が悪いという問題がある。
【００１０】
また構造に関しては、チップ基板１０１は上方基板および下方基板から構成されている二層構造であり、この構造のため、チップ基板１０１は、接続ランド１０７と導電パターン１０８とを介在させて、上面から下面に回り込む表面実装用端子部１０６に電気的な配線接続をしている。したがってチップ基板１０１は、多層基板を構成する基板を順次に貫通して下方基板まで導通させる必要があり、複雑な配線接続パターンとなっている。
【００１１】
また、図２０に示す従来の表面実装型発光ダイオード２００では、半導体発光素子２０２がダイボンドされている部分と繋がっているリード端子２０４ａが反射板２０５に接続されている。この接触面積が小さいために、半導体発光素子２０２において発生した熱をリード端子２０４ａを通して反射板２０５に確実に伝導することができないという問題が生じる。また、樹脂製の封止部材２０３上の反射板２０５が板状であり充分に熱を効率よく放熱することはできないという問題が考えられる。その結果、反射板２０５に伝導した熱をその反射板２０５によって効率よく放熱させることができないという問題がある。
【００１２】
それゆえに、この発明の主たる目的は、放熱性、信頼性および生産性に優れた表面実装型発光ダイオードおよびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明の表面実装型発光ダイオードは、絶縁性のベース部材と、ベース部材上に裏面が接着固定された半導体発光素子と、半導体発光素子を囲むようにベース部材上に絶縁性を有する接着シートを介在させて接合された、金属製のリフレクタとを備える。
【００１４】
この場合は、半導体発光素子から発生した熱は、ベース部材および接着シートを通ってリフレクタへ伝導され、リフレクタから外部へ放熱される。また一部の熱は、ベース部材を通して外部へ放熱される。リフレクタが金属製のため、半導体発光素子から発生した熱を外部に効率よく放熱することができ、また、半導体発光素子から発生した光を外部に効率よく放出することができる。リフレクタは、たとえば金属材料の表面に他の金属がメッキ加工により積層されるなど、複数の金属が組み合わされて形成されてもよいが、一体物として形成すれば容易に製造が可能であり生産性を向上できるために、より好ましい。一体物として形成される場合、リフレクタの材料は、単体の金属に限られず合金であってもよい。
【００１５】
また、リフレクタの外周面に、当該外周面の幅よりも小さい幅を有する凸部が形成されていることが望ましい。リフレクタは金属製であるため、肉厚に設けられるとダイシングが困難となる。そこで、リフレクタを板材から成形する工程において、切りしろとして板材の厚みよりも薄い領域を設け、当該切りしろに沿ってダイシングすれば、より容易にダイシングすることができるので、表面実装型発光ダイオードの歩留まりを低下させることがなく、生産性を向上させることができる。ダイシング後における切りしろの形状が、上記凸部である。さらに、凸部が形成されていればリフレクタの表面積が増大するため、より効率よく放熱することができる。
【００１６】
また、リフレクタの外周面に、凸部が複数形成されていてもよい。この場合は、リフレクタから外部への放熱がさらに促進されるために、一層放熱性を向上させることができる。
【００１７】
また、ベース部材は、ガラスエポキシ、アルミナ（酸化アルミニウム）、エポキシ、ポリイミド、ＡｌＮの少なくともいずれか一つ以上またはそれらの複合体からなることが望ましい。これらの材料は安価であり、また加工が容易であるため、容易にダイシングすることができる。
【００１８】
また、リフレクタは、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｇの少なくともいずれか一つ以上またはそれらの複合体からなることが望ましい。これらの材料は熱伝導率が高いため、半導体発光素子から発生する熱の外部への放熱性のよいリフレクタとすることができる。また、これらの材料は加工性もよいため、製作が容易である。
【００１９】
また、ベース部材上に、半導体発光素子を覆うように、かつ、リフレクタと接触しないように、透光性樹脂が設けられていることが望ましい。この場合は、半導体発光素子を覆って外気から遮断し回路を保護するための透光性樹脂が、リフレクタと接触していない。そのため、半導体発光素子から透光性樹脂への熱伝導に伴って、透光性樹脂の膨張および収縮が生じてリフレクタから透光性樹脂が剥がれるという問題が発生することがなく、また、ベース部材の膨張および収縮が生じてリフレクタから透光性樹脂が剥がれるという問題が発生することがないため、表面実装型発光ダイオードの故障率を低減させ信頼性を向上させることができる。また、ベース部材とリフレクタとを熱膨張係数の異なる材料で構成することができる。
【００２０】
また、透光性樹脂は、半導体発光素子が放出する光により励起され、半導体発光素子が放出する光よりも長波長の光を発する蛍光体を含有していることが望ましい。たとえば、半導体発光素子は、窒化ガリウム系化合物半導体から成る青色系半導体発光素子であり、透光性樹脂は、青色系半導体発光素子が放出する光により励起されると黄色系の光を発する蛍光体を含有していることが望ましく、この構成によれば、白色光源を得ることができる。なお、半導体発光素子はＺｎＯ（酸化亜鉛）系化合物半導体でもよく、近紫外系色を発光する半導体発光素子でもよい。
【００２１】
また、表面実装型発光ダイオードには、複数の半導体発光素子が備えられていることが望ましい。この場合は、高出力光源を得ることができる。またたとえば、青色・緑色・赤色系ＬＥＤチップなどの半導体発光素子がそれぞれ一つずつ実装されていれば、各ＬＥＤチップへの電流配分の調整により白色などの調色が可能な光源を得ることができる。上記各色のＬＥＤチップがそれぞれ複数個ずつ実装されていてもよい。
【００２２】
また、接着シートは、熱伝導性接着シートであることが望ましい。この場合は、接着シートの、一つの物質内での熱の伝わり易さを表す値である熱伝導率が比較的高い（たとえば１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上）。そのため、接着シートから金属製のリフレクタに熱が伝導されやすいので、半導体発光素子から発生した熱を、より効率よく外部に放熱することができる。また、リフレクタを熱伝導性接着シートによってベース部材へ接着することができるので、表面実装型発光ダイオードの作製が容易となる。
【００２３】
また、透光性樹脂と熱伝導性接着シートとが接触していることが望ましい。この場合は、半導体発光素子から発生し透光性樹脂中に放熱された熱を、熱伝導性接着シートを通して金属製のリフレクタへ伝導することができるので、さらに効率よく放熱することができる。
【００２４】
また、熱伝導性接着シートは、熱伝導性シリコーン、熱伝導性アクリル、熱伝導性エポキシの少なくともいずれか一つ以上またはそれらの複合体からなることが望ましい。これらの材料は熱伝導率が高いため、半導体発光素子から発生し透光性樹脂中に放熱された熱を効率よく放熱することができる。ここで、熱伝導性接着シートは、熱伝導性フィラーが充填され、充填材として熱伝導の良い酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどを用いる構成とすることができる。また、熱伝導性接着シートとして、熱伝導粘着材、アルミ箔および熱伝導粘着材を順に積層させた構成や、熱伝導粘着材、熱伝導性コンパウンドおよび熱伝導粘着材を順に積層させた構成も考えられる。
【００２５】
また、リフレクタの内周面は、円錐面、球面、放物面のいずれかの一部であるように形成されていることが望ましい。この場合は、半導体発光素子から発生する光を効率よく放出することができる。
【００２６】
また、ベース部材は、少なくとも、半導体発光素子が接着固定されている表面において、金メッキまたは銀メッキの表面処理が施されていることが望ましい。この場合は、半導体発光素子をベース部材に接着固定するボンディングが良好となる。また銀メッキは、光反射率が高く、半導体発光素子からベース部材に放射された光の外部取り出し効率が向上する。
【００２７】
また、ベース部材の表面に金メッキまたは銀メッキの表面処理が施されて、半導体発光素子と電気的に接続された導体層を形成していることが望ましい。この場合は、導体層の変質を抑制することができる。
【００２８】
また、リフレクタのベース部材との接着面は、凹凸を有していてもよく、もしくはのこぎり歯状であってもよい。この場合は、接着シートからリフレクタへの熱伝導が向上する。したがって、半導体発光素子が発生した熱をより効率よく外部へ放熱することができる。また、リフレクタの接合強度を向上させることができる。
【００２９】
また、接着シートは、リフレクタの内周壁よりも内側にまで伸びて形成されていてもよい。この場合は、半導体発光素子から発生した熱は、接着シートと導体層との２つの部材を通してリフレクタに伝導されるので、一層効率よく放熱することができる。
【００３０】
この発明に係る表面実装型発光ダイオードの製造方法は、金属製のリフレクタ素材に複数の貫通孔部と、切断用の溝とを形成する工程を備える。また、絶縁性のベース部材集合体上に、熱伝導性接着シートを介在させて、リフレクタ素材を接合する工程を備える。また、複数の半導体発光素子を、複数の貫通孔部の内側において、ベース部材集合体上に接着固定する工程を備える。また、溝に沿ってリフレクタ素材およびベース部材集合体をダイシングして、単個のベース部材およびリフレクタを有する表面実装型発光ダイオードに分割する工程を備える。
【００３１】
この場合は、リフレクタが金属製のため、半導体発光素子から発生した熱を外部に効率よく放熱することができ、また、半導体発光素子から発生した光を外部に効率よく放出することができる。金属製のリフレクタは肉厚に設けられるとダイシングが困難となるが、リフレクタ素材に切断用の溝が形成されることによりダイシングが容易となるため、表面実装型発光ダイオードの歩留まりを低下させることがなく、生産性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００３３】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に係る表面実装型発光ダイオードの断面構造の一部を示す模式図である。図１に示すように、表面実装型発光ダイオード１０は、半導体発光素子１、ベース部材２、導体層３、熱伝導性接着シート４、凸部９を有するリフレクタ５、蛍光体含有透光性樹脂６、導電線７より構成されている。
【００３４】
ベース部材２は、ガラスエポキシからなり、板状に形成されている。半導体発光素子１は、その裏面がベース部材２上に接着固定されている。ベース部材２の半導体発光素子１が接着固定されている表面である上面において、金属配線パターン導体となる導体層３が積層されており、当該導体層３の一部領域に絶縁性を有する熱伝導性接着シート４が積層され、熱伝導性接着シート４上にリフレクタ５が設けられる。つまりリフレクタ５は、ベース部材２の上面に、半導体発光素子１を囲むように、熱伝導性接着シート４を介在させて、接合されている。
【００３５】
リフレクタ５は、アルミニウム（Ａｌ）製であって、たとえば最小内径２ｍｍ程度、最大内径３ｍｍ程度のすり鉢型に形成されている。またリフレクタ５は、外周面において、ダイシングを容易にするために用いられた切りしろ残りである、凸部９を有する。凸部９は、リフレクタ５の外周面の幅よりも小さい幅を有する。上記幅とは、ベース部材２の上面（半導体発光素子１が接着固定されている表面）に垂直な方向における寸法を示す。つまりリフレクタ５の断面において、図１に示すように、リフレクタ５の厚み方向（図１の上下方向）における凸部９の寸法は、リフレクタ５の厚みよりも小さくなっている。また、リフレクタ５の内周壁は鏡面仕上げされている。リフレクタ５がすり鉢型であり、その内周壁が鏡面仕上げされているために、半導体発光素子１から発生した光はリフレクタ５によって反射され、外部に効率よく放出される。
【００３６】
また、ベース部材２の上面のリフレクタ５よりも内側には、半導体発光素子１が搭載され、半導体発光素子１はシリコーン樹脂からなる透光性樹脂６により覆われている。透光性樹脂６は、半導体発光素子からの光で励起されると黄色系の光を発する蛍光体を含有し分散保持する。
【００３７】
半導体発光素子１は、窒化ガリウム系化合物半導体より成る青色系の半導体発光素子であり、Ｐ、Ｎ電極を同一面（図１では上面側）に有するチップ状に形成されている。半導体発光素子１が発光すると、青色系の光を発する。このとき、透光性樹脂６に分散保持された蛍光体に青色系の光が吸収されて得られる黄色系の光と、蛍光体に吸収されなかった青色系の光との混色によって、白色系の発光が得られる。ここで、透光性樹脂６の形状は、ベース部材２の表面から遠ざかる側に向けて盛り上がる凸レンズ状に形成されていてもよい。ここで、青色系の光とは、発光のピーク波長が３５０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下である光をいう。また黄色系の光とは、発光のピーク波長が５５０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下である、上記青色系の光よりも長波長な光をいう。
【００３８】
ここで、透光性樹脂６とリフレクタ５とは接触していない。したがって、半導体発光素子１から発生する熱によって透光性樹脂６の膨張および収縮が生じ、リフレクタ５から透光性樹脂６が剥がれるという問題が発生することがなく、表面実装型発光ダイオード１０の故障率を低減させ信頼性を向上させることができる。また、ベース部材２とリフレクタ５とを熱膨張係数の異なる材料で構成することができる。
【００３９】
図２は、半導体発光素子が発生する熱の伝導を示す模式図である。図２において、矢印ａ、ｂ、ｃ、ｄは熱の伝導を示す。図２に示すように、半導体発光素子１が発生した熱は、矢印ａ、ｂのようにベース部材２へ伝導される。ベース部材２へ伝導された熱は、一部がベース部材を通して外部へ放熱され、矢印ｂ、ｃのように一部が熱伝導性接着シート４を通ってリフレクタ５へ伝導される。リフレクタ５へ伝導された熱は、矢印ｄのように、外部へ放熱される。
【００４０】
リフレクタ５がＡｌ製であって熱伝導率が高いため、半導体発光素子１から発生した熱を外部に効率よく放熱することができる、放熱性のよいリフレクタ５とすることができる。リフレクタ５には凸部９が形成されておりリフレクタ５の表面積が増大しているため、より効率よく放熱することができる。また、リフレクタ５が熱伝導性接着シート４を介在させてベース部材２と接合されているので、Ａｌ製のリフレクタ５に熱が伝導されやすく、半導体発光素子１から発生した熱をより効率よく外部に放熱することができる。熱伝導性接着シート４は熱伝導性のよいものを使用することは言うまでもなく、たとえば、熱伝導性接着シート４として熱伝導性シリコーン、熱伝導性アクリル、熱伝導性エポキシのいずれか、またはこれらを層状に積み重ねてなる複合体などを使用することができる。
【００４１】
半導体発光素子１から発生した熱を外部に効率よく放熱することができるので、半導体発光素子１の温度が低くなり、半導体発光素子１を覆う透光性樹脂６の温度も低く保たれる。そのため、透光性樹脂６に分散保持される蛍光体が半導体発光素子１の高温に晒されることによる、透光性樹脂６の劣化を抑制できる。これにより、表面実装型発光ダイオード１０の寿命を延ばすことが可能になる。また、表面実装型発光ダイオード１０から発生する色のバラツキを抑えることができる。
【００４２】
透光性樹脂６に分散保持される蛍光体としては、ガドリニウムおよびセリウムが添加された、ＹＡＧ系（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）、ＢＯＳ系（Barium Ortho-Silicate）、ＴＡＧ系（テルビウム・アルミニウム・ガーネット）の少なくとも１種を含んでいる。なお、白色光を得るためには透光性樹脂６に蛍光体を含有させることが必要であるが、表面実装型発光ダイオード１０としては、蛍光体を含有しない透光性樹脂６のみで半導体発光素子１を封止する構成でもよいことは言うまでもない。透光性樹脂６は、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリイミド系樹脂、シリコーン変性エポキシ系樹脂などの少なくとも１種以上あるいはその複合体であることが望ましい。半導体発光素子１から発生する熱の一部は、透光性樹脂６を通じて外部へ放熱されるので、放熱性のよい（たとえば熱伝導率０．３Ｗ／ｍＫ以上）透光性樹脂６であればより好ましい。
【００４３】
また、半導体発光素子１から発生した光は、リフレクタ５が金属（Ａｌ）で形成されているために効率よく外部に放射される。リフレクタ５をＡｌで形成しているため、リフレクタ５の内周面に反射層として反射率を上げるためのＡｌ蒸着、金属メッキなどを必要としないため、作製が容易となる。また、ベース部材２とリフレクタ５とを熱伝導性接着シート４で接着するだけで作製しているため、作製が容易となる。
【００４４】
次に、図１に示す表面実装型発光ダイオード１０の製造手順を説明する。図３は、表面実装型発光ダイオードの製造工程を示す流れ図である。図４〜図９は、図３で示す表面実装型発光ダイオードの製造方法の各工程を説明するための図である。図３に示すように、まず、工程（Ｓ１０）において、ベース部材集合体として、厚さ１ｍｍの板状のガラスエポキシを準備する。ここでベース部材集合体とは、ダイシング（切断）されることによってベース部材２に成形される素材であって、後述するように、半導体発光素子１の接着固定・ワイヤボンディングおよび樹脂封止の各工程を経た後に、個々のベース部材２に切断・分離される。
【００４５】
次に工程（Ｓ２０）において、図４に示すように、ベース部材集合体の表面に、金属配線パターン導体としての銅（厚さ０．０３５ｍｍ）と、さらに金メッキ法を用いて金薄膜（厚さ０．００５ｍｍ）とからなる、導体層３を積層する。導体層３の表面が金メッキされ金薄膜で被覆されるので、導体層３の変質が抑制される。次に工程（Ｓ３０）において、図５に示すように、ベース部材集合体の上面において、導体層３に熱伝導性接着シート４としての熱伝導性アクリルシート（厚さ０．１ｍｍ）を貼付する。
【００４６】
一方、工程（Ｓ１１０）〜（Ｓ１４０）において、リフレクタ素材を形成する。まず工程（Ｓ１１０）において、図９（ａ）に示すように、板材１１としてのアルミニウム板（厚さ０．８ｍｍ）を準備する。図９（ａ）は板材１１の側面図であり、実際には板材１１として、紙面と垂直方向に長い材料が準備される。次に工程（Ｓ１２０）において、エンボス型を使用して上方から押し潰す方向に両面エンボス成形する方法によって、アルミニウム板に貫通孔部１３と切断用の溝１２とを形成する。図９（ｂ）はエンボス成形後の断面図である。ここで貫通孔部１３は、円錐面の一部であるように形成されており、図９（ｂ）に示す断面において、貫通孔部１３の径は図の上側から下側に向かって、小さくなっている。次に工程（Ｓ１３０）において、切断用の溝１２に沿ってダイシングを行なう。このようにして、工程（Ｓ１４０）において、板状のリフレクタ素材が完成する。図９（ｃ）はリフレクタ素材の断面図である。リフレクタ素材は、図９（ｃ）の紙面と垂直方向に長い板状であり、当該方向に沿って、後の工程でダイシングされることによってリフレクタ５に形成される部材が、複数個結合されたものである。
【００４７】
次に工程（Ｓ４０）において、図６に示すように、熱伝導性接着シート４上にリフレクタ素材を接合させる。この時点で、リフレクタ素材は図６の紙面と垂直方向に長い板状であり、工程（Ｓ１３０）のダイシングにおいて切断用の溝１２に沿って分断された後の切りしろ残りとしての凸部９を有している。
【００４８】
次に工程（Ｓ５０）において、図７に示すように、ベース部材２の上面に、半導体発光素子１を透明樹脂エポキシで接着固定（マウント）する。半導体発光素子１はリフレクタ素材の円錐面の一部であるように形成された貫通孔部１３の内側に接着固定されるので、当該円錐面の一部がリフレクタ５の内周面となり、そのために半導体発光素子１から発生する光を効率よく外部に放出することが可能となる。続いて、工程（Ｓ６０）において、ワイヤボンディングにより、半導体発光素子１の各電極と、対応する導体層３のボンディングパッドとを、導電線（リード線）７を用いて接続する。この後、工程（Ｓ７０）において、図８に示すように、ＹＡＧ系蛍光体を含有する透光性樹脂６を、リフレクタ５の内部に、ディスペンサーを用いて充填する。
【００４９】
次に工程（Ｓ８０）において、リフレクタ素材に形成されている切断用の溝（図８に示す紙面と垂直方向に長いリフレクタ素材において、図８の断面と異なる断面上に切断用の溝は形成されているために、当該切断用の溝は図示されていない）に沿って、リフレクタ素材およびベース部材集合体のダイシングを行なう。このようにして、工程（Ｓ９０）において、単個のベース部材２およびリフレクタ５を有する、図１に示す単個の表面実装型発光ダイオード１０が作製される。
【００５０】
なお、実施の形態１においては、半導体発光素子１はＰ、Ｎ電極を同一面に有するチップ状に形成されていたが、この構造に限らず、Ｐ、Ｎ電極を両側に有するチップ上に形成される構造でもよい。半導体発光素子１が、ベース部材２と接触する側の裏面側に電極を有している場合、ベース部材２の当該半導体発光素子１が接着固定される表面において、金メッキまたは銀メッキの表面処理が施されていれば、半導体発光素子１をベース部材２に接着固定するボンディングが良好となる。銀メッキの場合は、光反射率が高く光外部取り出し効率が向上する。また半導体発光素子１の基板は、絶縁体、導体のいずれでもよい。半導体発光素子１は、窒化ガリウム系化合物半導体に限られず、ＺｎＯ（酸化亜鉛）系化合物半導体、ＩｎＧａＡｌＰ系、ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体を用いてもよいことは言うまでもない。これらいずれの構造でも、半導体発光素子１をベース部材２に実装可能である。
【００５１】
さらに、複数個の半導体発光素子１がベース部材２に実装可能である。複数個の同色の半導体発光素子１が実装されていれば高出力光源を得ることができる。またたとえば、青色・緑色・赤色系ＬＥＤチップなどの半導体発光素子がそれぞれ一つずつまたは同数個ずつ実装されていれば、各ＬＥＤチップへの電流配分の調整により白色などの調色が可能な光源を得ることができることは言うまでもない。
【００５２】
（実施の形態２）
図１０は、この発明の実施の形態２の表面実装型発光ダイオードの断面構造の一部を示す模式図である。実施の形態２の表面実装型発光ダイオード２０と、上述した実施の形態１の表面実装型発光ダイオード１０とは、基本的に同一の構成を備えている。しかし、実施の形態２では、半導体発光素子１の接着固定が図１０に示すような構成となっている点で実施の形態１とは異なっている。
【００５３】
具体的には、表面実装型発光ダイオード２０を構成するベース部材２は、厚さ０．８ｍｍのアルミナにより作製されている。ベース部材２の上面には金属配線パターン導体となる導体層３、８が、たとえば厚さ０．０５ｍｍの銅薄膜により積層されており、半導体発光素子１は導体層８上に接着固定（マウント）されている。厚さ１ｍｍのＡｌ製のリフレクタ５は、たとえば最小内径２ｍｍ程度、最大内径２．４ｍｍ程度のすり鉢型に形成され、厚さ０．０５ｍｍの熱伝導性シリコーンシートを介在させて導体層３、８に接合されている。透光性樹脂６は、ＢＯＳ系黄色蛍光体を含有している。
【００５４】
表面実装型発光ダイオード２０の製造方法については、図３に示す工程（Ｓ５０）において、半導体発光素子１は、厚さ０．０５ｍｍの銅薄膜からなる導体層８に接着固定される。続いて工程（Ｓ６０）において、半導体発光素子１の一の電極を対応する導体層３のボンディングパッドに接続し、また半導体発光素子１の他の電極を対応する導体層８のボンディングパッドに接続する。この後工程（Ｓ７０）において、ＢＯＳ系黄色蛍光体を含有する透光性樹脂６を、ディスペンサーを用いて塗布する。
【００５５】
半導体発光素子１の基板は、絶縁体、導体のいずれでもよいが、半導体発光素子１の基板が導体の場合、半導体発光素子１を導体層８上に接着固定し、半導体発光素子１の一の電極をワイヤボンディングにより対応する導体層３のボンディングパッドに接続してもよい。なお、表面実装型発光ダイオード２０のその他の構成および製造手順については、実施の形態１において説明した通りであるので、その説明は繰り返さない。
【００５６】
（実施の形態３）
図１１は、この発明の実施の形態３の表面実装型発光ダイオードの断面構造の一部を示す模式図である。実施の形態３の表面実装型発光ダイオード３０と、上述した実施の形態１の表面実装型発光ダイオード１０とは、基本的に同一の構成を備えている。しかし、実施の形態３では、熱伝導性接着シート４が図１１に示すような構成となっている点で実施の形態１とは異なっている。
【００５７】
具体的には、表面実装型発光ダイオード３０を構成するベース部材２は、厚さ０．８ｍｍのガラスエポキシにより作製されている。ベース部材２の上面には金属配線パターン導体となる導体層３が、たとえば厚さ０．０４ｍｍの銅薄膜と、さらに銀メッキ法を用いて銀薄膜（厚さ０．００５ｍｍ）とにより積層されている。厚さ１ｍｍ、最小内径２．２ｍｍ程度、最大内径２．６ｍｍ程度のすり鉢型に形成されたＡｌ製のリフレクタ５は、厚さ０．１５ｍｍの熱伝導性エポキシシートを介在させて導体層３に接合されている。透光性樹脂６は、ＢＯＳ系黄色蛍光体を含有している。
【００５８】
ここで、熱伝導性接着シート４としての熱伝導性エポキシシートは、リフレクタ５の内周壁よりも内側においても形成されている。つまり、熱伝導性接着シート４と、リフレクタ５の熱伝導性接着シート４と接触する面とは、必ずしも同じ形状と限る必要はない。熱伝導性接着シート４は、リフレクタ５の内周壁よりも内側に形成されていてもよい。このような熱伝導性接着シート４の構成によって、半導体発光素子１から発生した熱は、熱伝導性接着シート４と導体層３との２つの部材を通してリフレクタ５に伝導され、リフレクタ５から外部に放熱されることになる。
【００５９】
表面実装型発光ダイオード３０の製造方法については、図３に示す工程（Ｓ１２０）において、金型を使用して上方から押し潰す方向に両面エンボス成形する方法によって、アルミニウム板に貫通孔部と切断用の溝とを形成する。また、工程（Ｓ７０）において、ＢＯＳ系黄色蛍光体を含有する透光性樹脂６を、ディスペンサーを用いて充填する。
【００６０】
なお、表面実装型発光ダイオード３０のその他の構成および製造手順については、実施の形態１において説明した通りであるので、その説明は繰り返さない。
【００６１】
（実施の形態４）
図１２は、この発明の実施の形態４の表面実装型発光ダイオードの断面構造の一部を示す模式図である。実施の形態４の表面実装型発光ダイオード４０と、上述した実施の形態２の表面実装型発光ダイオード２０とは、基本的に同一の構成を備えている。しかし、実施の形態４では、半導体発光素子１が図１２に示すような構成となっている点で実施の形態２とは異なっている。
【００６２】
具体的には、半導体発光素子１は、窒化ガリウム系化合物半導体より成る青色系の半導体発光素子であり、Ｐ、Ｎ電極の一方を導体層８上に接着固定される面である下面に有し、他方を下面と反対側の面である上面に有する。半導体発光素子１の上面側の電極と、対応する導体層３のボンディングパッドとは、導電線７を用いて接続されている。
【００６３】
また、表面実装型発光ダイオード４０を構成するベース部材２は、厚さ１ｍｍのアルミナにより作製されている。ベース部材２の上面には金属配線パターン導体となる導体層３が、たとえば厚さ０．０２５ｍｍの銅薄膜と、さらに金メッキ法を用いて金薄膜（厚さ０．００８ｍｍ）とにより積層されている。厚さ０．８ｍｍのＡｌ製のリフレクタ５は、厚さ０．０８ｍｍの熱伝導性アクリルシートを介在させて導体層３に接合されている。透光性樹脂６は、ＹＡＧ系蛍光体を含有している。
【００６４】
表面実装型発光ダイオード４０の製造方法については、図３に示す工程（Ｓ５０）において、半導体発光素子１は銀ペーストによって導体層８に接着固定される。続いて工程（Ｓ６０）において、半導体発光素子１の上面側の電極を対応する導体層３のボンディングパッドに接続する。この後工程（Ｓ７０）において、ＹＡＧ系蛍光体を含有する透光性樹脂６を、ディスペンサーを用いて充填する。
【００６５】
なお、表面実装型発光ダイオード４０のその他の構成および製造手順については、実施の形態１および２において説明した通りであるので、その説明は繰り返さない。
【００６６】
（実施の形態５）
図１３は、この発明の実施の形態５の表面実装型発光ダイオードの断面構造の一部を示す模式図である。図１４は、図１３に示す表面実装型発光ダイオードの平面図である。図１５は、図１３に示すＸＶ−ＸＶ線における断面における表面実装型発光ダイオードの断面模式図である。実施の形態５の表面実装型発光ダイオード５０と、上述した実施の形態１の表面実装型発光ダイオード１０とは、基本的に同一の構成を備えている。しかし、実施の形態５では、熱伝導性接着シート４の構造が図１３〜図１５に示すような構成となっている点で実施の形態１とは異なっている。
【００６７】
具体的には、表面実装型発光ダイオード５０を構成する熱伝導性接着シート４は、リフレクタ５の内周壁よりも内側においても形成されている。つまり、図１４および図１５に示すように、半導体発光素子１が導体層３にワイヤボンドされている領域を除き、熱伝導性接着シート４が形成されており、熱伝導性接着シート４は透光性樹脂６と接触している。この構成によれば、半導体発光素子１から発生した熱は図２に示すようにベース部材２、導体層３および熱伝導性接着シート４を通してリフレクタ５へ伝導されるのに加え、図１３中の矢印に示すように、透光性樹脂６中に放熱された熱を、熱伝導性接着シート４を通してリフレクタ５へ伝導することができる。したがって、半導体発光素子１が発生した熱をより効率よく外部へ放熱することができる。
【００６８】
なお、表面実装型発光ダイオード５０のその他の構成および製造手順については、実施の形態１において説明した通りであるので、その説明は繰り返さない。
【００６９】
（実施の形態６）
図１６は、この発明の実施の形態６の表面実装型発光ダイオードの断面構造の一部を示す模式図である。実施の形態６の表面実装型発光ダイオード６０と、上述した実施の形態１の表面実装型発光ダイオード１０とは、基本的に同一の構成を備えている。しかし、実施の形態６では、熱伝導性接着シート４およびリフレクタ５の構造が図１６に示すような構成となっている点で実施の形態１とは異なっている。
【００７０】
具体的には、厚さ１ｍｍのＣｕ製のリフレクタ５は、熱伝導性接着シート４との接合部において、凹凸を有する形状に成形されている。リフレクタ５の表面の、少なくとも半導体発光素子１と対向する内周面には、厚さ０．００８ｍｍの銀箔が積層されている。半導体発光素子１から発生した熱は図２に示すようにベース部材２、導体層３および熱伝導性接着シート４を通してリフレクタ５へ伝導されるが、実施の形態６の構成によれば、熱伝導性接着シート４とリフレクタ５とが接合している面積が増大するために、熱伝導性接着シート４からリフレクタ５への熱伝導が向上する。したがって、半導体発光素子１が発生した熱をより効率よく外部へ放熱することができる。また、リフレクタ５の接合強度を向上させることができる。
【００７１】
図１７は、実施の形態６の表面実装型発光ダイオードの変形例の断面構造の一部を示す模式図である。図１７において、リフレクタ５は、熱伝導性接着シート４との接合部において、のこぎり歯状の細かい刻み目を有する形状に成形されている。この構成によっても、図１６と同様に、熱伝導性接着シート４とリフレクタ５とが接合している面積が増大するために、熱伝導性接着シート４からリフレクタ５への熱伝導が向上し、半導体発光素子１が発生した熱をより効率よく外部へ放熱することができる。また、リフレクタ５の接合強度を向上させることができる。なお、表面実装型発光ダイオード６０、７０のその他の構成および製造手順については、実施の形態１において説明した通りであるので、その説明は繰り返さない。
【００７２】
なお、実施の形態１から実施の形態５の説明においては、リフレクタ５が一枚のアルミニウムの板材を原材料として作成される例を述べているが、たとえば金属材料の表面に他の金属がメッキ加工により積層されるなど、複数の金属が組み合わされて形成されてもよい。リフレクタ５を形成する金属材料は、Ａｌに限られず、放熱性および加工性に優れたＣｕ、Ｆｅ、Ｍｇなどを用いることができ、またはこれらの複合体としてもよい。ただし、リフレクタ５を金属の一体物として形成すれば、図９に示したように容易に製造が可能であり生産性を向上できるために、より好ましい。一体物として形成される場合、リフレクタ５の材料は、単体の金属に限られず合金であってもよい。
【００７３】
リフレクタ５の形状に関しては、図１８に示すように、たとえば凸部９のような、リフレクタ５の光反射面である内周面を除く部分を凹凸形状に設け、放熱フィンのような形状とすることもできる。このようにすれば、リフレクタ５から外部への放熱がさらに促進されるために、一層放熱性を向上させることができる。またリフレクタ５の光反射面は、円錐面に限られず、たとえば球面や放物面の一部であるように、リフレクタ５が形成されてもよく、この場合半導体発光素子１から発生する光を効率よく放出することができる。
【００７４】
また、ベース部材２の材料は、実施の形態１に示したガラスエポキシや実施の形態２に示したアルミナに限られず、その他のＡｌＮなどのセラミック材料や、エポキシ、ポリイミドなどの樹脂材料、またはこれらの材料の複合体としてもよい。
【００７５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】この発明の実施の形態１に係る表面実装型発光ダイオードの断面構造の一部を示す模式図である。
【図２】半導体発光素子が発生する熱の伝導を示す模式図である。
【図３】表面実装型発光ダイオードの製造工程を示す流れ図である。
【図４】導体層形成工程を示す模式図である。
【図５】接着シート貼付工程を示す模式図である。
【図６】リフレクタ素材接合工程を示す模式図である。
【図７】半導体発光素子接着固定工程を示す模式図である。
【図８】透光性樹脂充填工程を示す模式図である。
【図９】リフレクタ素材を成形する工程を示す模式図である。
【図１０】実施の形態２の表面実装型発光ダイオードの断面構造の一部を示す模式図である。
【図１１】実施の形態３の表面実装型発光ダイオードの断面構造の一部を示す模式図である。
【図１２】実施の形態４の表面実装型発光ダイオードの断面構造の一部を示す模式図である。
【図１３】実施の形態５の表面実装型発光ダイオードの断面構造の一部を示す模式図である。
【図１４】図１３に示す表面実装型発光ダイオードの平面図である。
【図１５】図１３に示すＸＶ−ＸＶ線における断面における表面実装型発光ダイオードの断面模式図である。
【図１６】実施の形態６の表面実装型発光ダイオードの断面構造の一部を示す模式図である。
【図１７】実施の形態６の表面実装型発光ダイオードの変形例の断面構造の一部を示す模式図である。
【図１８】リフレクタの形状の変形例に係る、表面実装型発光ダイオードの断面構造の一部を示す模式図である。
【図１９】従来の表面実装型発光ダイオードの構成の例を示す断面模式図である。
【図２０】従来の表面実装型発光ダイオードの構成の他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７７】
１  半導体発光素子、２  ベース部材、３，８  導体層、４  熱伝導性接着シート、５  リフレクタ、６  透光性樹脂、７  導電線、９  凸部、１０，２０，３０，４０，５０，６０  表面実装型発光ダイオード、１１  板材、１２  切断用の溝、１３  貫通孔部、１００  表面実装型発光ダイオード、１０１  チップ基板、１０２  ＬＥＤチップ、１０３  枠状部材、１０４  モールド樹脂、１０５  チップ実装ランド、１０６  表面実装用端子部、１０７  接続ランド、１０８  導電パターン、２００  半導体発光装置、２０１  リードフレーム、２０２  半導体発光素子、２０３  封止部材、２０４ａ，２０４ｂ  リード端子、２０５  反射板。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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