(57)【要約】【課題】本発明は、半導体発光装置の製造のバラツキの発生を防止し、高輝度で優れた光学特性を有する半導体発光装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】基台部４と、基台部４に接続され、凹部６を有する反射部５と、凹部６の底面に搭載した発光素子とを備える半導体発光装置１において、反射部５の外周に沿って基台部面上に形成された接続部１１に、反射部５を覆うように接続部１１に接続されてレンズ部７を、レンズ金型に樹脂を充填し、浸漬し、加熱させて硬化させることで形成されたことを特徴とする半導体発光装置およびその製造方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台部と、前記基台部に接続され、凹部を有する反射部と、前記凹部の底面に搭載した発光素子とを有する半導体発光装置において、前記反射部を覆うように、前記反射部の外周に沿って前記基台部面上に形成された接続部に接続されたレンズ部を備えたことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記反射部の外形は、前記基台部の外形と同形状に形成され、前記反射部を覆うように、前記反射部の外周側面に接続して形成された前記レンズ部を備えたことを特徴とする請求項１記載の半導体発光装置。
【請求項３】
基台部と、前記基台部に接続され、凹部を有する反射部と、前記凹部の底面に搭載した発光素子とを備え、前記反射部の外周に沿って前記基台部面上に形成された接続部を有する半導体発光装置の製造方法であって、前記基台部および前記反射部を、樹脂を充填させた略半球形状をした金型へ、前記接続部が前記樹脂に当接するまで浸漬し、前記樹脂を加熱し硬化させ、略半球形状をしたレンズ部を形成することを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
【請求項４】
前記反射部の外形を、前記基台部の外形と同形状に形成し、樹脂を充填させた略半球形状をした前記金型へ、前記反射部の外周面が浸かるまで浸漬し、前記樹脂を加熱し硬化させ、レンズ部を形成することを特徴とする請求項３記載の半導体発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線基板の表面にマウントされる表面実装型の半導体発光装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表面実装型の半導体発光装置として、チップＬＥＤが従来から利用されている。チップＬＥＤは、プリント配線基板に直に導通搭載できるようにしたいわゆる表面実装タイプのものであり、例えば、携帯電話等のように小型化が進んでいる電子機器に多用されており、これからもますます電子機器の小型化の要望とともに用途が広がっていくと思われる。
【０００３】
また、車載用照明用として使用される場合では、光学特性として視野角が広い範囲となるよりも、狭視野で高輝度となる半導体発光装置が求められる場合が多くなってきている。
【０００４】
図５に基づいて、従来の表面実装型の半導体発光装置の説明をする。
【０００５】
図５（ａ）は、樹脂封止する前の従来の面実装型の半導体発光装置を示す斜視図、（ｂ）は樹脂封止した後の従来の面実装型の半導体発光装置を示す斜視図である。
【０００６】
図５（ａ）において、半導体発光装置は、リードフレームである第１電極３０と第２電極３１と、発光素子３２を搭載するリードフレーム部分を露出させる凹部３３を有する樹脂モールド部３４と、発光素子３２とで構成される。
【０００７】
樹脂モールド部３４は、樹脂を射出成型法にて一体成型し、発光素子３２の光を反射させるポリフタルアミド（ＰＰＡ）で略直方体状に形成される。
【０００８】
樹脂モールド部３４を成型した後に、第１電極３０に発光素子３２をダイスボンドし、第２電極３１と発光素子３２をワイヤボンディングにより導通接続した後に、エポキシ樹脂等の光透過性樹脂３５をポッティングにより発光素子３２を封止する。このエポキシ樹脂は、光の透過率を向上させるため、フィラーの添加をおさえた、またはフィラーを添加しない高純度のものを使用している。
【０００９】
ポッティングによる光透過性樹脂３５の量は、半導体発光装置の発光面が水平となる程度の量を充填する。光透過性樹脂３５が硬化しレンズ部３６となった半導体発光装置を図５（ｂ）に示す。
【００１０】
封止が完了すると、第１電極３０および第２電極３１を樹脂モールド部３４の下部側に曲げて完成する。このような半導体発光装置が特許文献１に記載がある。
【００１１】
また、同様の構成において、リードフレームを樹脂にて一体成型する際に、リードフレーム間に樹脂で隔壁を形成し、半導体発光装置をリフロー処理する際にも樹脂の熱膨張に強い半導体発光装置が特許文献２に記載されている。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００２−２８０６１６号公報（段落番号０００７−０００９）
【特許文献２】
特開２００１−１７７１６０号公報（段落番号００３０−００３６）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の半導体発光装置においては、光透過性樹脂をポッティングによりレンズ部３６を形成する際に、光透過性樹脂の温度や粘度により、一定量を樹脂モールド部３４に形成された凹部３３に充填するのは困難であり、バラツキが大きいという問題がある。
【００１４】
光透過性樹脂の充填する量が均一とならない場合、封止した光透過性樹脂が一定の形状とならないため、光軸が所定の方向から外れ、配光特性が悪くなったり、白色発光装置の場合では、色ムラが発生したりするという問題が発生する。
【００１５】
また、光透過性樹脂をポッティングで、狭視野でかつ高輝度を実現する半球状のレンズ部を形成する場合では、レンズの厚みを光軸方向に厚くしようとすると、光透過性樹脂の表面張力に限界があるので、光透過性樹脂が周りに流れてしまい、指向特性の良いレンズ部を形成することは不可能であった。
【００１６】
この課題を解決するために本発明は、半導体発光装置の製造のバラツキを防止し、狭視野で高輝度な優れた光学特性を有する半導体発光装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、基台部と、基台部に接続され、凹部を有する反射部と、凹部の底面に搭載した発光素子とを備え、反射部の外周に沿って基台部面上に形成された接続部を有する半導体発光装置であって、反射部を覆うように、反射部の外周に沿って前記基台部面上に形成された接続部に接続してレンズ部を形成することを特徴とする半導体発光装置であり、そのレンズ部の形成方法は、樹脂を充填させた略半球形状をした金型へ、接続部が樹脂に当接するまで浸漬し、樹脂を加熱し硬化させ、略半球形状をしたレンズ部を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法である。
【００１８】
これにより、レンズ部を所定の形状に精度良く形成できるので、光軸のズレや、色ムラの発生を防止でき、狭視野で高輝度な光学特性の良い半導体装置とすることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本願の請求項１に記載の発明は、基台部と、前記基台部に接続され、凹部を有する反射部と、前記凹部の底面に搭載した発光素子とを有する半導体発光装置において、前記反射部を覆うように、前記反射部の外周に沿って前記基台部面上に形成された接続部に接続されたレンズ部を備えたことを特徴とする半導体発光装置としたものであり、基台部にレンズ部と接続する接続部を形成したことで、レンズ部が接続する反射部および基台部の面積が増えるという作用がある。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、前記反射部の外形は、前記基台部の外形と同形状に形成され、前記反射部を覆うように、前記反射部の外周側面に接続して形成された前記レンズ部を備えたことを特徴とする請求項１記載の半導体発光装置としたものであり、半導体発光装置の形成に際して、基台部および反射部の形成に、従来の金型が使用できる。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、基台部と、前記基台部に接続され、凹部を有する反射部と、前記凹部の底面に搭載した発光素子とを備え、前記反射部の外周に沿って前記基台部面上に形成された接続部を有する半導体発光装置の製造方法であって、前記基台部および前記反射部を、樹脂を充填させた略半球形状をした金型へ、前記接続部が前記樹脂に当接するまで浸漬し、前記樹脂を加熱し硬化させ、略半球形状をしたレンズ部を形成することを特徴とする半導体発光装置の製造方法としたものであり、レンズ部を形成する金型を使用することで、所定の形状が容易に精度良く形成できる半導体発光装置の製造方法である。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、前記反射部の外形を、前記基台部の外形と同形状に形成し、樹脂を充填させた略半球形状をした前記金型へ、前記反射部の外周面が浸かるまで浸漬し、前記樹脂を加熱し硬化させ、レンズ部を形成することを特徴とする請求項３記載の半導体発光装置の製造方法としたものであり、半導体発光装置の形成に際して、基台部および反射部の形成に、従来の金型が使用できる。
【００２３】
本発明の実施の形態に係る半導体発光装置の製造方法および半導体装置について、図１から図３を用いて説明する。なお、説明にあたっては、反射部の発光素子搭載面を上側、反対側を下側とする。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る半導体発光装置の製造方法によって得られる半導体発光装置であり（ａ）は同半導体発光装置の斜視図、（ｂ）は同半導体発光装置の平面図である。
【００２５】
まず、図１に基づいて、本実施の形態に係る半導体発光装置の製造方法によって得られる半導体発光装置の構成から説明をする。
【００２６】
実施の形態１の半導体発光装置１は、電極であるリードフレーム２と、電圧を印加することで発光する発光素子３と、リードフレーム２を封止する基台部４と、基台部４に接続されて凹部６を有する反射部５と、発光素子３を封止するレンズ部７から構成され、表面実装型である。
【００２７】
リードフレーム２は、第１電極８および第２電極９から構成され、基台部４の底面の下部側に折り曲げてあり、垂直断面が略コ字状に形成されている。
【００２８】
第１電極８および第２電極９は、対向して配設され、一側である第１電極８には、発光素子３がダイスボンディングにより導通接続されており、他側である第２電極９とは、発光素子３とワイヤ２０にてワイヤボンディングにて導通接続されている。
【００２９】
基台部４は、略直方体状に形成されており、アノード、カソードを識別する切欠き部１９を有しており、第１電極８がカソードであることを示している。
【００３０】
反射部５は、基台部４の上面に接続され、開口部１０を有する凹部６が形成されており、開口部１０から見て略円形をした筒状をしており、底面は、リードフレーム２が露出するよう形成されている。また、凹部６の側面は、底面から開口部１０へ向かって広がる傾斜面に形成されている。
【００３１】
基台部４と反射部５は、光を反射させる樹脂であるポリフタルアミド（ＰＰＡ）を射出成型法にて一体的に形成されている。
【００３２】
反射部５の凹部６の底面に搭載された発光素子３からの射光は、凹部６の側面に反射され、開口部１０から照射される。
【００３３】
レンズ部７は、略半球状をしており、反射部５の凹部６および反射部５の外周面を覆うように形成され、基台部４の反射部５の外形に沿って形成された接続部１１と接続している。レンズ部７は、光透過性樹脂であり、例えばエポキシ樹脂で形成され、光の透過率を向上させるため、フィラーの添加をおさえた、またはフィラーを添加しない高純度のものを使用している。レンズ部７は、発光素子３の射光に、狭視野となる指向性を持たせ、輝度を向上させる役目をする。
【００３４】
ワイヤ２０は、Ａｕで形成され、ボンディング装置にて接続される。
【００３５】
以上で構成される半導体発光装置において、その製造方法について、図２および図３に基づいて説明する。
【００３６】
図２は、実施の形態１の半導体発光装置の製造方法を説明する図であり、図３は、レンズ部を形成する方法を説明する図である。
【００３７】
まず、加工前のリードフレーム２の第１電極８および第２電極９を、金型（図示せず）にて型締めし、樹脂を金型に圧入し、射出成型法にて基台部４および反射部５を一体的に形成する。そして、反射部５の底面に露出した第１電極８に発光素子３をダイスボンディングにより導通搭載する（同図（ａ））。
【００３８】
発光素子３と第２電極９をワイヤ２０にてワイヤボンディングにより導通接続し、半導体発光装置部材１２とする（同図（ｂ））。
【００３９】
次に、レンズ部７を形成するが、図３にてその形成方法を説明する。
【００４０】
発光素子３をリードフレーム２に搭載し、ワイヤボンディングした半導体発光装置部材１２を、上下を逆さにし、光透過性樹脂１３を充填させたレンズ部７の形状に内側を略半球状に形成したレンズ金型１４に、基台部４の接続部１１が光透過性樹脂１３に当接するまで浸漬する（同図（ａ））。
【００４１】
レンズ金型１４を加熱し、光透過性樹脂１３を硬化させ、レンズ金型１４から半導体発光装置部材１２を取り外し、レンズ部７を半導体発光装置部材１２に形成することができる（同図（（ｂ））。
【００４２】
図２に戻って、レンズ部７を形成した半導体発光装置部材１２のリードフレーム２を、基台部４の底面の下部側に折り曲げて、半導体発光装置１が完成する（同図（ｃ））。
【００４３】
以上により、本実施の形態の半導体発光装置は、狭視野で高輝度な光学特性を持つレンズ部を容易に形成することが可能であり、基台部にレンズ部と接続する接続部を形成したことで、レンズ部が、接続する基台部および反射部の面積が増え、衝撃にも強い半導体発光装置とすることができる。
【００４４】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る半導体発光装置を図４に基づいて説明する。
【００４５】
図４は、本発明の実施の形態２に係る半導体発光装置の製造方法によって得られる半導体発光装置の側断面図である。
【００４６】
実施の形態２の半導体発光装置１５は、実施の形態１のレンズ部の底面に接続する、基台部に形成した接続部を省略したものである。
【００４７】
反射部１６は、その外周部が基台部１７と同じ形状に形成されている。
【００４８】
こうすることにより、反射部１６および基台部１７とを一体的に形成し、外形を同形状した従来の金型で、半導体発光部材を製造することが可能である。
【００４９】
この場合においても、反射部１６の上面に形成されたレンズ部１８により、狭視野で高輝度な半導体発光装置１５とすることができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によれば以下の効果を奏することができる。
【００５１】
（１）レンズ部を樹脂が充填された略半球形状の金型で形成することで、ポッティングによる樹脂封止を行う必要がないため、製造時のバラツキが防止でき、容易に所定の形状に精度よく形成することができる。よって、配光特性が良く、色ムラの発生しないレンズ部とすることができる。
【００５２】
（２）レンズ部を基台部面上に形成した接続部に接続させることで、接続する面積が増え、衝撃にも強いレンズ部とすることができる。
【００５３】
（３）レンズ部を略半球状とすることで、狭視野で高輝度な光学特性を持つレンズ部を有する半導体発光装置および製造方法とすることができる。
【００５４】
（４）レンズ部を樹脂が充填された略半球形状の金型で形成することで、表面実装型でなく、基板の貫通孔へリードフレームを挿入して実装するタイプの半導体発光装置の製造に使用していた金型がそのまま流用できるため、新たな設備を備える必要がない。
【００５５】
（５）反射部の外形は、前記基台部の外形と同形状に形成することで、基台部および反射部を一体的に形成する金型が流用でき、新たな金型を備える必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る半導体発光装置の製造方法によって得られる半導体発光装置であり、
（ａ）は同半導体発光装置の斜視図
（ｂ）は同半導体発光装置の平面図
【図２】本発明の実施の形態１に係る半導体発光装置の製造方法を説明する図
【図３】レンズ部を形成する方法を説明する図
【図４】本発明の実施の形態２に係る半導体発光装置の製造方法によって得られる半導体発光装置の断面図
【図５】従来の表面実装型の半導体発光装置の説明する図であり、
（ａ）は樹脂封止する前の従来の面実装型の半導体発光装置を示す斜視図
（ｂ）は樹脂封止した後の従来の面実装型発光装置を示す斜視図
【符号の説明】
１  半導体発光装置
２  リードフレーム
３  発光素子
４  基台部
５  反射部
６  凹部
７  レンズ部
８  第１電極
９  第２電極
１０  開口部
１１  接続部
１２  半導体発光装置部材
１３  光透過性樹脂
１４  レンズ金型
１５  半導体発光装置
１６  反射部
１７  基台部
１８  レンズ部
１９  切欠き部
２０  ワイヤ
【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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