(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長矩形状の基板と、
上記基板の表面に搭載された、互いに異なる波長の光を発する３つの半導体発光素子と、
を備えており、
上記基板の長手方向に延びる側面が、面実装用の実装面とされている、半導体発光装置であって、
上記３つの半導体発光素子は、上記基板の長手方向における位置が互いに異なる配置とされており、
上記基板には、上記３つの半導体発光素子のうち、上記基板の長手方向両端寄りに位置する２つの両端側半導体発光素子の間に位置する貫通孔が設けられており、
上記基板の長手方向中央に位置する中央側半導体発光素子に導通し、上記貫通孔を介して上記基板の裏面側に露出する、メッキ層からなる電極を備えていることを特徴とする、半導体発光装置。
【請求項２】
上記中央側半導体発光素子に一端が接合されたワイヤと、
上記ワイヤの他端が接合されており、かつ、上記基板の長手方向において、２つの上記両端側半導体発光素子よりも、上記基板の長手方向端寄りに位置するパッドと、を備えている、請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項３】
上記パッドには、２つの上記両端側半導体発光素子のいずれかに一端が接合されたワイヤの他端が接合されている、請求項２に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
上記３つの半導体発光素子は、上記中央側半導体発光素子が、上記基板の短手方向において２つの上記両端側半導体発光素子のいずれよりも、上記基板の長手方向に延びる一側面寄りに位置することにより、それぞれが三角形の頂点となる配置とされている、請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項５】
上記中央側半導体発光素子が、２つの上記両端側半導体発光素子よりも小である、請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項６】
上記中央側半導体発光素子は、赤色光を発し、
２つの上記両端側半導体発光素子の一方は、青色光を発し、他方は緑色光を発する、請求項１ないし５のいずれか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、半導体発光素子を備える光源装置としての半導体発光装置であって、特にいわゆるサイドビュータイプと称される半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来の半導体発光装置の一例を示している（たとえば、特許文献１参照）。同図に示された半導体発光装置Ｘは、長矩形状の基板９１に３つの半導体発光素子９３Ｒ，９３Ｇ，９３Ｂが搭載された構造とされている。基板９１には、複数の電極９２Ｒ，９２Ｇ，９２Ｇ，９２Ｃが形成されている。電極９２Ｒ，９２Ｇ，９２Ｂには、半導体発光素子９２Ｒ，９２Ｇ，９２Ｂがそれぞれダイボンディングされている。電極９２Ｃは、いわゆるコモン電極であり、半導体発光素子９３Ｒ，９３Ｇ，９３Ｂのそれぞれに対してワイヤを介して導通している。３つの半導体発光素子９３Ｒ，９３Ｇ，９３Ｂは、ケース９５によって囲われている。ケース９５は、略枠状の不透明樹脂製であり、その内側空間に透明樹脂（図示略）が充填されている。半導体発光装置Ｘは、基板９１の長手方向に延びる側面を実装面として回路基板などに実装される、いわゆるサイドビュータイプの半導体発光装置として構成されている。半導体発光素子９３Ｒ，９３Ｇ，９３Ｂは、それぞれ赤色光、緑色光、青色光を出射するものである。これらの半導体発光素子９３Ｒ，９３Ｇ，９３Ｂからの光を混色させることにより、半導体発光装置Ｘは、白色光を出射することが指向されている。
【０００３】
しかしながら、半導体発光装置Ｘに対する小型化の要請は年々強くなっている。たとえば、半導体発光装置Ｘが実装される回路基板からの突出高さを抑制しようとすると、基板９１をさらに狭幅化する必要がある。これに伴い、半導体発光素子９３Ｒ，９３Ｇ，９３Ｂを搭載するためのスペースが狭くなる。半導体発光素子９３Ｒ，９３Ｇ，９３Ｂを搭載するためのスペースとしては、半導体発光素子９３Ｒ，９３Ｇ，９３Ｂ自体の設置スペースのほかに、これらに接続されたワイヤ、およびコモン電極９２Ｃのうちこれらのワイヤが接続された部分を配置するためのスペースが必要である。このため、基板９１を狭幅化することは容易ではなかった。さらに、半導体発光装置Ｘから鮮やかな白色光を出射するには、半導体発光素子９３Ｒ，９３Ｇ，９３Ｂを互いに近づけることが求められる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４７９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、小型化を図るとともに、適切な混色を実現することが可能な半導体発光装置を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によって提供される半導体発光装置は、長矩形状の基板と、上記基板の表面に搭載された、互いに異なる波長の光を発する３つの半導体発光素子と、を備えており、上記基板の長手方向に延びる側面が、面実装用の実装面とされている、半導体発光装置であって、上記３つの半導体発光素子は、上記基板の長手方向における位置が互いに異なる配置とされており、上記基板には、上記３つの半導体発光素子のうち、上記基板の長手方向両端寄りに位置する２つの両端側半導体発光素子の間に位置する貫通孔が設けられており、上記基板の長手方向中央に位置する中央側半導体発光素子に導通し、上記貫通孔を介して上記基板の裏面側に露出する、メッキ層からなる電極を備えていることを特徴としている。
【０００７】
このような構成によれば、上記貫通孔を利用することにより、上記電極のほとんどを上記基板の裏面および側面に形成することが可能である。したがって、狭幅化された上記基板の表面に３つの上記半導体発光素子を搭載するのに適している。また、２つの上記両端側半導体発光素子を、上記中央側半導体発光素子に近づけることが可能である。これは、３つの上記半導体発光素子からの光を混色させるのに適している。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記中央側半導体発光素子に一端が接合されたワイヤと、上記ワイヤの他端が接合されており、かつ、上記基板の長手方向において、２つの上記両端側半導体発光素子よりも、上記基板の長手方向端寄りに位置するパッドと、を備えている。このような構成によれば、上記３つの半導体発光素子に囲まれた領域には、上記ワイヤをボンディングするためのスペースが不要である。これは、３つの上記半導体発光素子を密に配置するのに有利である。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記パッドには、２つの上記両端側半導体発光素子のいずれかに一端が接合されたワイヤの他端が接合されている。このような構成によれば、上記ワイヤのそれぞれについて個別に上記パッドを用意する場合と比べて、省スペース化を図ることができる。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記３つの半導体発光素子は、上記中央側半導体発光素子が、上記基板の短手方向において２つの上記両端側半導体発光素子のいずれよりも、上記基板の長手方向に延びる一側面寄りに位置することにより、それぞれが三角形の頂点となる配置とされている。このような構成によれば、３つの上記半導体発光素子を互いに密に配置しつつ、３つの上記半導体発光素子のいずれかどうしの距離が極端に長くなってしまうことを回避することができる。これにより、上記３つの半導体発光素子からの光の混色をさらに促進することができる。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記中央側半導体発光素子が、２つの上記両端側半導体発光素子よりも小である。このような構成によれば、上記３つの半導体発光素子を密に配置するのに有利である。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記中央側半導体発光素子は、赤色光を発し、
２つの上記両端側半導体発光素子の一方は、青色光を発し、他方は緑色光を発する。このような構成によれば、混色によって明瞭な白色光を得るのに適している。
【００１３】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００１５】
図１〜図３は、本発明に係る半導体発光装置の一例を示している。本実施形態の半導体発光装置Ａは、基板１、電極２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ，２Ｃ、半導体発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ、ワイヤ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ、ケース５、および透明樹脂６を備えている。半導体発光装置Ａは、基板１の長手方向に延びる側面が実装面とされたサイドビュータイプの半導体発光装置であり、赤色光、青色光、緑色光を混色させることにより白色光を出射可能に構成されている。本実施形態においては、半導体発光装置Ａは、長さが２．７ｍｍ程度、幅が０．５ｍｍ程度、高さが０．９５ｍｍ程度と、極小サイズとされている。なお、図１においては、理解の便宜上透明樹脂６を省略している。
【００１６】
基板１は、たとえばガラスエポキシ樹脂からなる絶縁基板であり、長矩形状とされている。基板１のうち長手方向に延びる側面（図１および図３において下方を向く面）が実装面とされている。基板１のうち３つの半導体発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂが搭載された面を表面、厚さ方向反対側の面を裏面とする。基板１には、貫通孔１１、および複数の溝１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ，１２Ｃが形成されている。貫通孔１１は、基板１の表面から裏面にわたって貫通している。溝１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ，１２Ｃは、それぞれが基板１の厚さ方向に延びており、基板１の長手方向に延びる一側面において等ピッチで設けられている。基板１のサイズは、たとえば長さが２．７ｍｍ程度、幅が０．５ｍｍ程度、厚さが０．５ｍｍ程度とされる。貫通孔１１は、その内径が０．１５ｍｍ程度とされている。
【００１７】
電極２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ，２Ｃは、Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｕなどのメッキ層からなり、基板１の表面、側面、裏面にわたって形成されている。電極２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ，２Ｃは、半導体発光素子２Ｒ，２Ｇ，２Ｂへの電極供給、および半導体発光装置Ａの実装に用いられるものである。
【００１８】
電極２Ｒは、半導体発光素子３Ｒに電力供給するためのものであり、ダイボンディングパッド２Ｒａ、環状部２Ｒｂ、円筒部２Ｒｃ、環状部２Ｒｄ、帯状部２Ｒｅ、裏面部２Ｒｆ、および実装部２Ｒｇを有している。ダイボンディングパッド２Ｒａは、基板１の表面において長手方向略中央に設けられており、半導体発光素子２Ｒをダイボンディングするための部分である。本実施形態においては、ダイボンディングパッド２Ｒａは、Ｘ字状の形状とされている。環状部２Ｒｂは、ダイボンディングパッド２Ｒａに対して基板１の短手方向に隣接しており、貫通孔１１の基板１表面側開口部分を囲っている。円筒部２Ｒｃは、貫通孔１１の内面を覆うように形成されている。環状部２Ｒｄは、貫通孔１１の基板１裏面側開口部分を囲っている。帯状部分２Ｒｅは、環状部分２Ｒｄから基板１の長手方向一端に向かって延びている。裏面部２Ｒｆは、基板１の裏面において一隅を囲うように設けられており、半導体発光装置Ａが実装されたときにハンダフィレットの形成を促すための部分である。実装部２Ｒｇは、基板１の溝１２Ｒを覆うように形成されており、半導体発光装置Ａの実装に用いられる部分である。
【００１９】
電極２Ｇ，２Ｂは、半導体発光素子２Ｇ，２Ｂに電力供給するためのものであり、ダイボンディングパッド２Ｇａ，２Ｂａ、半環状部２Ｇｂ，２Ｂｂ、実装部２Ｇｃ，２Ｂｃ、および裏面部２Ｇｄ，２Ｂｄを有している。ダイボンディングパッド２Ｇａ，２Ｂａは、半導体発光素子３Ｇ，３Ｂをダイボンディングするための部分であり、貫通孔１１を挟んで基板１の長手方向に離間配置されている。本実施形態においては、ダイボンディングパッド２Ｇａ２Ｂａと貫通孔１１とが基板１の長手方向にほぼ直列に配置されている。ダイボンディングパッド２Ｇａ，２Ｂａは、ともにＸ字状の形状とされている。半環状部２Ｇｂ，２Ｂｂは、基板１の一長辺に接するように配置されており、溝１２Ｇ，１２Ｂの基板１表面側開口部分を囲っている。半環状部２Ｇｂ，２Ｂｂは、基板１の長手方向において、ダイボンディングパッド２Ｇａ，２Ｂａよりも両端寄りに配置されている。実装部２Ｇｃ，２Ｂｃは、基板１の溝１２Ｇ，１２Ｂを覆うように形成されており、半導体発光装置Ａの実装に用いられる部分である。裏面部２Ｇｄ，２Ｂｄは、溝１２Ｇ，１２Ｂの基板１裏面側開口部分を囲っており、半導体発光装置Ａが実装されたときにハンダフィレットの形成を促すための部分である。
【００２０】
電極２Ｃは、半導体発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂのアノード電極（図示略）に導通する部分であり、いわゆるアノードコモン電極とされている。電極２Ｃは、２つのパッド２Ｃａ、帯状部２Ｃｂ、四半環状部２Ｃｃ、実装部２Ｃｄ、および裏面部２Ｃｅを有している。２つパッド２Ｃａは、ワイヤ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂをボンディングするための部分であり、基板１の長手方向に離間配置されている。本実施形態においては、２つのパッド２Ｃａは、基板１の表面において、溝１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ，１２Ｃの開孔部分が存在する側とは反対側の長辺寄りに配置されており、基板１の長手方向において２つのボンディングパッド２Ｇａ，２Ｂａよりも両端寄りに配置されている。帯状部２Ｃｂは、基板１の長辺から短片に沿って形成されている。帯状部２Ｃｂにより、２つのパッド２Ｃａが繋がれている。四半環状部２Ｃｃは、溝１２Ｃの基板１表面側開口部分を囲うように形成されている。実装部２Ｃｄは、基板１の溝１２Ｃを覆うように形成されており、半導体発光装置Ａの実装に用いられる部分である。裏面部２Ｃｅは、溝１２Ｃの基板１裏面側開口部分を囲っており、半導体発光装置Ａが実装されたときにハンダフィレットの形成を促すための部分である。
【００２１】
半導体発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは、たとえばｐ型半導体層、ｎ型半導体層、およびこれらに挟まれた活性層が積層された構造とされている。半導体発光素子３Ｒは、赤色光を発し、半導体発光素子３Ｇは、緑色光を発し、半導体発光素子３Ｂは、青色光を発する。半導体発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは、上述したボンディングパッド２Ｒａ，２Ｇａ，２Ｂａにたとえば導電性ペーストによってダイボンディングされている。これにより、本実施形態においては、半導体発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは、赤色光を発する半導体発光素子３Ｒを頂点とする二等辺三角形を構成する配置とされている。また、半導体発光素子３Ｒのサイズが、□０．１５ｍｍ程度、半導体発光素子３Ｇ，３Ｂのサイズが、□０．２〜０．３ｍｍとされており、赤色光を発する半導体発光素子３Ｒが相対的に小型とされている。
【００２２】
ワイヤ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂは、半導体発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂのアノード電極（図示略）を電極２Ｃに導通させるためのものであり、たとえばＡｕ製である。ワイヤ４Ｒは、半導体発光素子３Ｒと一方のパッド２Ｃａとに接合されている。本実施形態においては、基板１の長手方向において、ワイヤ４Ｒが半導体発光素子３Ｇを超える格好となっている。ワイヤ４Ｇは、半導体発光素子３Ｒと一方のパッド２Ｃａとに接合されている。すなわち、本実施形態においては、ワイヤ４Ｒ，４Ｇがともに同一のパッド２Ｃａに対して接合されている。ワイヤ４Ｂは、半導体発光素子３Ｂと他方のパッド２Ｃａとに接合されている。
【００２３】
ケース５は、たとえば白色樹脂からなる枠状部材であり、半導体発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂを囲っている。透明樹脂６は、半導体発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂからの光を透過させる透明な樹脂からなり、ケース５に囲われた空間を埋めている。透明樹脂６は、半導体発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂを保護するためのものである。
【００２４】
基板１の裏面には、レジスト膜７が形成されている。レジスト膜７は、半導体発光装置Ａが実装されたときに、電極２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ，２Ｃがハンダによって不当に繋がってしまうことを防止するためのものである。また、レジスト膜７により、帯状部分２Ｒｅが保護されている。さらに、貫通孔１１の基板１裏面側開口が、レジスト膜７によって塞がれている。これは、透明樹脂６を形成するときに、その材料となる液状樹脂材料が漏れてしまうことを防止するためである。レジスト膜７は、基板１の長手方向において非対称の形状とされている。これは、半導体発光装置Ａを実装するときに、極性を間違えて実装してしまうことを防ぐためである。
【００２５】
次に、半導体発光装置Ａの作用について説明する。
【００２６】
本実施形態によれば、電極２Ｒのうち基板１の表面に形成されているのは、ダイボンディングパッド２Ｒａと環状部２Ｒｂのみであり、その他の部分のほとんどは、貫通孔１１を利用して、基板１の裏面および側面に形成されている。電極２Ｒには、たとえば、半導体発光素子３Ｒから基板１の外縁に延びるような部分がない。したがって、狭幅化された基板１の表面に３つの半導体発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂを搭載するのに適している。また、基板１の長手方向において半導体発光素子３Ｒを挟む２つの半導体発光素子３Ｇ，３Ｂを、半導体発光素子３Ｒに近づけることが可能である。これは、半導体発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂからの光を混色させるのに適している。
【００２７】
中央に位置する半導体発光素子３Ｒに接合されたワイヤ４Ｒを、基板１の長手方向において半導体発光素子３Ｇを越えてパッド２Ｃａに接合することにより、３つの半導体発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに囲まれた領域には、ワイヤ４Ｒをボンディングするためのスペースが不要である。これは、半導体発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂを密に配置するのに有利である。また、一方のパッド２Ｃａに対してワイヤ４Ｒ，４Ｇを接合することにより、ワイヤ４Ｒ，４Ｇそれぞれに個別にパッド２Ｃａを用意する場合と比べて、省スペース化を図ることができる。
【００２８】
半導体発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂを、半導体発光素子３Ｒを頂点とする三角形を構成する配置とすることにより、互いに密に配置しつつ、３つの半導体発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂのいずれかどうしの距離が極端に長くなってしまうことを回避することができる。これにより、半導体発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂからの光の混色をさらに促進することができる。さらに、基板１の長手方向において中央に位置する半導体発光素子３Ｒがもっとも小サイズとされていることは、半導体発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂを密に配置するのに有利である。また、赤色光を発する半導体発光素子３Ｒを、緑色光および青色光を発する半導体発光素子３Ｒ，３Ｇによって挟む配置とすれば、混色によって明瞭な白色光を得るのに適している。
【００２９】
本発明に係る半導体発光装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る半導体発光装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【００３０】
本発明に係る半導体発光素子は、下面がダイボンディングされ、上面にワイヤが接合されるタイプのものに限定されない。上面に２本のワイヤが接続されるタイプ、あるいはワイヤを用いない、いわゆるフリップチップ実装タイプであっても本発明に係る半導体発光装置に用いてもよい。上述した実施形態のように、少なくとも、電極２Ｒを貫通孔１１を介して基板１の表面から裏面に至る構成とすることにより、半導体発光装置全体の小型化、狭幅化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る半導体発光装置の一例を示す平面図である。
【図２】本発明に係る半導体発光装置の一例を示す底面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】従来の半導体発光装置の一例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３２】
Ａ          半導体発光装置
１          基板
２Ｃ，２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ  電極
２Ｃａ      パッド
３Ｒ        （中央側）半導体発光素子
３Ｇ，３Ｂ  （両端側）半導体発光素子
４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ  ワイヤ
５          ケース
６          透光樹脂
７          レジスト膜
１１        貫通孔
【図１】
0005161504.tif 000002
【図３】
0005161504.tif 000003
【図４】
0005161504.tif 000004
【図２】
0005161504.tif 000005