(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光素子と、
上記半導体発光素子がダイボンディングされたダイボンディングパッドを有する第１リードと、
上記第１リードに対して上記ダイボンディングパッドの面内方向に沿う第１方向に離間しており、一端が上記半導体発光素子に接続されたワイヤの他端がボンディングされたボンディングパッドを有する第２リードと、
上記第１方向を長手方向とし、上記第１方向と直角であり、かつ上記ダイボンディングパッドの面内方向に沿う第２方向を短手方向とするとともに、上記半導体発光素子を収容する細長空間を有するケースと、
を備える半導体発光モジュールであって、
上記第１リードは、上記ダイボンディングパッドから上記第２方向に延出する延出部、および上記延出部に繋がり、かつ上記第２方向に対して直角に広がる実装端子部を有しており、
上記延出部は、上記第１方向において上記半導体発光素子と重なっているとともに、
上記第１リードは、上記ダイボンディングパッドから上記第１方向において上記第２リードに近づく方向に延出し、かつ上記細長空間において上記第２方向一方寄りに位置する追加のダイボンディングパッドを有しており、
上記追加のダイボンディングパッドには、ツェナーダイオードがダイボンディングされており、
上記第２リードの上記ボンディングパッドは、上記細長空間において上記第２方向他方寄りに位置し、かつ上記第１方向において上記追加のダイボンディングパッドと重なっていることを特徴とする、半導体発光モジュール。
【請求項２】
上記実装端子部は、上記第１および第２方向のいずれに対しても直角である第３方向を向き、かつ上記実装端子部の材質よりもハンダ濡れ性が高い材質からなるメッキ層によって覆われた端面を有している、請求項１に記載の半導体発光モジュール。
【請求項３】
上記ケースには、上記第２方向において実装端子部とは反対側に位置し、かつ上記実装端子部と平行である保持用面が形成されている、請求項１または２に記載の半導体発光モジュール。
【請求項４】
上記細長空間は、上記半導体発光素子を収容する広幅部と、この広幅部を上記第１方向において挟み、かつ上記第２方向寸法が上記広幅部よりも小である２つの狭幅部と、を有しており、
上記ケースは、上記第２方向上記実装端子部側部分が上記広幅部および上記２つの狭幅部を形成しうる段付き形状とされており、上記第２方向上記実装端子部反対側部分が面一とされている、請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体発光モジュール。
【請求項５】
上記ケースには、上記第１方向において上記実装端子部に対して上記第２リード寄りに位置し、かつ上記実装端子部と面一とされた載置面が形成されている、請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体発光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆるサイドビュー型と称される半導体発光モジュールおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８および図９は、従来の半導体発光モジュールの一例を示している。同図に示された半導体発光モジュールＸは、リード９１Ａ，９１Ｂ、ＬＥＤチップ９２、ケース９３、および封止樹脂９４を備えており、いわゆるサイドビュー型半導体発光モジュールとして構成されている。リード９１Ａ，９１Ｂは、たとえばＣｕ，Ｎｉなどの合金にＡｇメッキが施されたプレート状部品である。リード９１Ａには、ＬＥＤチップ９２が搭載されている。ＬＥＤチップ９２は、たとえば青色光を出射可能に構成されている。ＬＥＤチップ９２とリード９１Ｂとは、ワイヤ９５によって接続されている。ケース９３は、たとえば白色樹脂からなり、ＬＥＤチップ９２の四方を囲っている。リード９１Ａ，９１Ｂのうちケース９３から露出する部分は、実装端子部９１Ａａ，９１Ｂａとされている。封止樹脂９４は、ケース９３によって囲われた空間に充填されており、たとえば蛍光体材料が混入された透明樹脂からなる。ＬＥＤチップ９２から発せられた光によって上記蛍光体材料が励起されることにより、たとえば黄色光が発せられる。ＬＥＤチップ９２からの青色光と封止樹脂９４からの黄色光とを混色させることにより、半導体発光モジュールＸからは白色光が出射される。
【０００３】
しかしながら、半導体発光モジュールＸの高輝度化を図ろうとするほど、ＬＥＤチップ９２からの発熱量が多くなる。このため、ＬＥＤチップ９２からの放熱が十分でないと、ＬＥＤチップ９２が不当に高温になってしまったり、封止樹脂９４が変質したりするという不具合があった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５３５５１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、高輝度化を図ることが可能な半導体発光モジュールおよびその製造方法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モジュールは、半導体発光素子と、上記半導体発光素子がダイボンディングされたダイボンディングパッドを有する第１リードと、上記第１リードに対して上記ダイボンディングパッドの面内方向に沿う第１方向に離間しており、一端が上記半導体発光素子に接続されたワイヤの他端がボンディングされたボンディングパッドを有する第２リードと、上記第１方向を長手方向とし、上記第１方向と直角であり、かつ上記ダイボンディングパッドの面内方向に沿う第２方向を短手方向とするとともに、上記半導体発光素子を収容する細長空間を有するケースと、を備える半導体発光モジュールであって、上記第１リードは、上記ダイボンディングパッドから上記第２方向に延出する延出部、および上記延出部に繋がり、かつ上記第２方向に対して直角に広がる実装端子部を有しており、上記延出部は、上記第１方向において上記半導体発光素子と重なっているとともに、上記第１リードは、上記ダイボンディングパッドから上記第１方向において上記第２リードに近づく方向に延出し、かつ上記細長空間において上記第２方向一方寄りに位置する追加のダイボンディングパッドを有しており、上記追加のダイボンディングパッドには、ツェナーダイオードがダイボンディングされており、上記第２リードの上記ボンディングパッドは、上記細長空間において上記第２方向他方寄りに位置し、かつ上記第１方向において上記追加のダイボンディングパッドと重なっ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、上記半導体発光素子からの熱が上記延出部を介して上記実装端子部へと伝達される。したがって、上記半導体発光素子からの放熱を促進することが可能であり、上記半導体発光モジュールの高輝度化を図ることができる。また、このような構成によれば、たとえば上記半導体発光モジュールの搬送作業や実装作業において過大な静電気による逆電圧が負荷されることによりに上記半導体発光素子が破損してしまうことを防止することができる。また、上記追加のダイボンディングパッドと上記第２リードのボンディングパッドとをいわば千鳥状に配置することにより、上記ツェナーダイオードおよび上記ツェナーダイオードに接続されたワイヤを比較的コンパクトに配置することが可能である。これは、上記半導体発光モジュールのたとえば上記第１方向寸法を縮小するのに適している。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記実装端子部は、上記第１および第２方向のいずれに対しても直角である第３方向を向き、かつ上記実装端子部の材質よりもハンダ濡れ性が高い材質からなるメッキ層によって覆われた端面を有している。このような構成によれば、上記半導体発光モジュールをハンダを用いて実装する際に、上記端面に沿って上記ハンダにフィレット状部を形成しやすい。これは、上記半導体発光モジュールを確実に実装するのに有利である。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ケースには、上記第２方向において実装端子部とは反対側に位置し、かつ上記実装端子部と平行である保持用面が形成されている。このような構成によれば、上記保持用面をたとえば吸着ノズルによって吸着すれば、上記実装端子部をたとえば回路基板に押し付けるときに、上記半導体発光モジュールを上記回路基板に対してまっすぐ押し付けやすい。このため、上記半導体発光モジュールが誤って転倒してしまうことを防止することができる。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記細長空間は、上記半導体発光素子を収容する広幅部と、この広幅部を上記第１方向において挟み、かつ上記第２方向寸法が上記広幅部よりも小である２つの狭幅部と、を有しており、上記ケースは、上記第２方向上記実装端子部側部分が上記広幅部および上記２つの狭幅部を形成しうる段付き形状とされており、上記第２方向上記実装端子部反対側部分が面一とされている。このような構成によれば、上記ケース全体の上記第２方向寸法を縮小しつつ、上記半導体発光素子を適切に収容することができる。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ケースには、上記第１方向において上記実装端子部に対して上記第２リード寄りに位置し、かつ上記実装端子部と面一とされた載置面が形成されている。このような構成によれば、上記半導体発光モジュールをたとえば回路基板にハンダ付けするときに、上記載置面が上記半導体発光モジュールを支えうる。これにより、上記半導体発光モジュールが誤って転倒してしまうことを防止することができる。
【００１５】
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】
【００１６】
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。
【００１７】
図１から図３は、本発明の第１実施形態に基づく半導体発光モジュールを示している。本実施形態の半導体発光モジュールＡ１は、リード１Ａ，１Ｂ、ＬＥＤチップ２、ツェナーダイオード３、ケース５、および封止樹脂６を備えている。半導体発光モジュールＡ１は、たとえば青色光と黄色光とを混色させることにより白色光を出射可能であり、図３に示すように、回路基板７に実装された状態でｚ方向に光を出射する、いわゆるサイドビュー型の半導体発光モジュールとして構成されている。半導体発光モジュールＡ１のサイズは、たとえばｘ方向の長さが３．５ｍｍ程度、ｙ方向の幅が２ｍｍ程度、ｚ方向の高さが２ｍｍ程度とされている。なお、理解の便宜上、図１においては、封止樹脂６を省略している。
【００１８】
リード１Ａ，１Ｂは、ＬＥＤチップ２に対して給電するためのものであり、Ｃｕ，Ｎｉなどの合金にＡｇメッキが施されたプレート状部品である。リード１Ａ，１Ｂは、ｘ方向に離間配置されている。
【００１９】
リード１Ａは、ダイボンディングパッド１１Ａ、ダイボンディングパッド１２、延出部１３Ａ，１４Ａ、および実装端子部１５Ａを有している。ダイボンディングパッド１１Ａは、たとえば矩形状の比較的大きい部位であり、ＬＥＤチップ２をダイボンディングするためのものである。ダイボンディングパッド１２は、ツェナーダイオード３をダイボンディングするためのものであり、ダイボンディングパッド１１Ａのｙ方向における一端寄り部分からｘ方向においてリード１Ｂに向かって延出している。
【００２０】
延出部１３Ａ，１４Ａは、ダイボンディングパッド１１Ａからｙ方向に延出しており、互いにｘ方向において離間している。延出部１３Ａは、ｘ方向における位置がＬＥＤチップ２とほぼ一致している。延出部１３Ａ，１４Ａは、先端寄り部分がｚ方向を向くように折り曲げられている。実装端子部１５Ａは、延出部１３Ａ，１４Ａを介してダイボンディングパッド１１Ａに連結されており、ｙ方向を向く矩形状部分である。図３に示すように、実装端子部１５Ａは、半導体発光モジュールＡ１をたとえば回路基板７に実装するために用いられ、配線パターン７２に対してハンダ７３によって接合される。実装端子部１５Ａは、ｚ方向を向く端面１５Ａａを有している。端面１５Ａａは、Ａｇからなるメッキ層１９によって覆われており、ハンダ７３がフィレット状に付着しやすい部分となっている。
【００２１】
リード１Ｂは、ボンディングパッド１１Ｂ、延出部１３Ｂ、および実装端子部１５Ｂを有している。ボンディングパッド１１Ｂは、ＬＥＤチップ２およびツェナーダイオード３に一端が接続されたワイヤ４の他端がボンディングされている。本実施形態においては、ボンディングパッド１１Ｂは、ｙ方向においてダイボンディングパッド１２と並んで配置されており、ｘ方向位置がダイボンディングパッド１２と重なる配置とされている。
【００２２】
延出部１３Ｂは、ボンディングパッド１１Ｂからｙ方向に延出しており、先端寄り部分がｚ方向を向くように折り曲げられている。実装端子部１５Ｂは、延出部１３Ｂを介してボンディングパッド１１Ｂに連結されており、ｙ方向を向く矩形状部分である。実装端子部１５Ｂは、半導体発光モジュールＡ１をたとえば回路基板７に実装するために用いられ、配線パターン７２に対してハンダ７３によって接合される。
【００２３】
ＬＥＤチップ２は、半導体発光モジュールＡ１の光源であり、本発明で言う半導体発光素子の一例である。ＬＥＤチップ２は、たとえばＧａＮを主成分とするｎ型半導体層、活性層、ｐ型半導体層が積層された構造とされており、青色光を発する。ＬＥＤチップ２の上面には、電極（図示略）が形成されている。この電極は、ワイヤ４によってボンディングパッド１１Ｂに接続されている。
【００２４】
ツェナーダイオード３は、ＬＥＤチップ２に過大な逆電圧が負荷されることを防止するためのものであり、所定電圧以上の逆電圧が印加されたときのみ、逆電圧方向に電流が流れることを許容する。ツェナーダイオード３は、ダイボンディングパッド１２にダイボンディングされており、ワイヤ４によってボンディングパッド１１Ｂに接続されている。
【００２５】
ケース５は、たとえば白色樹脂製であり、全体が略細長直方体形状とされている。ケース５は、リード１Ａ，１Ｂの大部分を覆っている。ケース５には、ｘ方向を長手方向、ｙ方向を短手方向とする細長空間５１が形成されている。細長空間５１は、ＬＥＤチップ２およびツェナーダイオード３を収容している。また、図３に示すように、ケース５には、保持用面５２が形成されている。保持用面５２は、ｙ方向において実装端子部１５Ａとは反対側に位置しており、実装端子部１５Ａと平行な面となっている。保持用面５２は、たとえば吸着ノズル８によって吸着するのに用いられる面である。吸着ノズル８は、保持用面５２を吸着することにより半導体発光モジュールＡ１を保持する。
【００２６】
封止樹脂６は、細長空間５１に充填されており、ＬＥＤチップ２およびツェナーダイオード３を覆っている。封止樹脂６は、透明な樹脂に蛍光体材料が混入された材料からなる。この蛍光体材料としては、たとえば青色光によって励起されることにより黄色光を発するＹＡＧ：Ｃｅ3+などが用いられる。
【００２７】
次に、半導体発光モジュールＡ１の製造方法の一例について、図４および図５を参照しつつ以下に説明する。なお、これらの図においては、理解の便宜上封止樹脂６を省略している。
【００２８】
まず、図４に示すように、リードフレーム１を用意する。リードフレーム１は、たとえばＣｕ，Ｎｉなどの合金からなるプレートに対して型抜き加工を施した後に、Ａｇメッキを施したものであり、ダイボンディングパッド１１Ａ、ボンディングパッド１１Ｂ、ダイボンディングパッド１２、延出部１３Ａ，１３Ｂ，１４Ａ、実装端子部１５Ａ，１５Ｂ、連結部１６Ａ，１６Ｂ、およびフレーム１７を有している。本図は、１つの半導体発光モジュールＡ１を製造するために必要な要素を示しているが、複数の半導体発光モジュールＡ１を製造可能な要素を備えたリードフレーム１を用いれば、複数の半導体発光モジュールＡ１を一括して効率よく製造することができる。
【００２９】
ダイボンディングパッド１１Ａ、ダイボンディングパッド１２、延出部１３Ａ，１４Ａ、および実装端子部１５Ａは、２つの連結部１６Ａを介してフレーム１７に連結されている。２つの連結部１６Ａは、それぞれがｙ方向に延びており、ｘ方向において離間している。これらの連結部１６Ａは、ｘ方向寸法が実装端子部１５Ａよりも小とされている。フレーム１７は、ｘ方向に延びる帯状部分である。
【００３０】
次いで、リードフレーム１にたとえば金型を用いてケース５を形成する。そして、ＬＥＤチップ２およびツェナーダイオード３をダイボンディングし、ワイヤ４をボンディングする。ＬＥＤチップ２は、ｘ方向における位置が延出部１３Ａとほぼ一致するようにダイボンディングする。また、封止樹脂６（図示略）を形成する。この後に、たとえばブレードＢｌによって、連結部１６Ａ，１６Ｂを切断する。これにより、図５に示すように、リード１Ａ，１Ｂが形成される。そして、延出部１３Ａ，１３Ｂ，１４Ａを略直角に折り曲げることにより、図１〜図３に示す半導体発光モジュールＡ１が得られる。
【００３１】
次に、半導体発光モジュールＡ１およびその製造方法の作用について説明する。
【００３２】
本実施形態によれば、ＬＥＤチップ２からの熱が延出部１３Ａを介して実装端子部１５Ａへと伝達される。実装端子部１５Ａは、たとえば回路基板７の配線パターン７２にハンダ７３を介して接合されており、実装端子部１５Ａに伝えられた熱を、配線パターン７２へと放散できる。したがって、ＬＥＤチップ２からの放熱を促進することが可能であり、半導体発光モジュールＡ１の高輝度化を図ることができる。
【００３３】
保持用面５２を吸着ノズル８によって吸着すれば、たとえば半導体発光モジュールＡ１の実装端子部１５Ａを回路基板７に押し付けるときに、半導体発光モジュールＡ１を回路基板７に対してまっすぐ押し付けやすい。このため、半導体発光モジュールＡ１が誤って転倒してしまうことを防止することができる。
【００３４】
端面１５Ａａは、ＣｕやＮｉよりもハンダ濡れ性が高いＡｇからなるメッキ層１９によって覆われているため、ハンダ７３にフィレット状部を形成するのに適している。これは、半導体発光モジュールＡ１を確実に実装するのに有利である。図４に示す連結部１６ＡをブレードＢｌを用いて切断すれば、端面１５Ａａを適切に形成することができる。たとえば、連結部１６Ａの切断面は、半導体発光モジュールＡ１の製造完了時には、端面１５Ａａと同様にｚ方向を向く面となりうるが、メッキ層１９によって覆われていない点が端面１５Ａａと異なる。このような切断面は、ハンダ７３にフィレット状部を形成するには適していない。
【００３５】
ツェナーダイオード３を備えることにより、たとえば半導体発光モジュールＡ１の搬送作業や実装作業において過大な静電気による逆電圧が負荷されることによりにＬＥＤチップ２が破損してしまうことを防止することができる。また、ダイボンディングパッド１２をボンディングパッド１１Ｂといわば千鳥状に配置することにより、ツェナーダイオード３およびツェナーダイオード３に接続されたワイヤ４を比較的コンパクトに配置することが可能である。これは、半導体発光モジュールＡ１のたとえばｘ方向寸法を縮小するのに適している。
【００３６】
図６および図７は、本発明の第２実施形態に基づく半導体発光モジュールを示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。本実施形態の半導体発光モジュールＡ２は、上述した半導体発光モジュールＡ１と比べてｘ方向寸法に対するｙ方向寸法の比が顕著に小である形状とされている。また、半導体発光モジュールＡ２には、上述した実施形態のツェナーダイオード３は備えられていない。
【００３７】
本実施形態においては、細長空間５１が広幅部５１ａと２つの狭幅部５１ｂとからなる。広幅部５１ａは、細長空間５１のｘ方向中央寄りに位置しており、ＬＥＤチップ２を収容している。２つの狭幅部５１ｂは、ｘ方向において広幅部５１ａを挟むように配置されており、ｙ方向寸法が広幅部５１ａよりも小さい。また、広幅部５１ａのｙ方向中心は、２つの狭幅部５１ｂのｙ方向中心に対して実装端子部１５Ａ，１５Ｂ側にシフトしている。このような配置を達成するために、ケース５は、実装端子部１５Ａ，１５Ｂ側部分が、ｘ方向中央部分が隆起した段付き形状となっている。また、ケース５のうち実装端子部１５Ａ，１５Ｂとは反対の部分は、段を有さない面一形状とされている。
【００３８】
ケース５には、載置面５３が設けられている。載置面５３は、ｘ方向においてリード１Ａとリード１Ｂとの間に位置しており、実装端子部１５Ａ，１５Ｂのいずれとも面一とされている。また、図７に示すように、載置面５３は、ｚ方向において実装端子部１５Ａ，１５Ｂに対して出射方向寄りに配置されている。
【００３９】
このような構成によれば、広幅部５１ａを設けることにより、ＬＥＤチップ２を適切に配置し、さらにワイヤ４を不当な干渉無くボンディングする一方で、半導体発光モジュールＡ２のｙ方向寸法を縮小することができる。また、半導体発光モジュールＡ２を回路基板７などにハンダ付けするときに、載置面５３が回路基板７と接触することにより、半導体発光モジュールＡ２が支えられる格好となる。これにより、半導体発光モジュールＡ２が不当に転倒してしまうことを防止することができる。
【００４０】
本発明に係る半導体発光モジュールおよびその製造方法は、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モジュールおよびその製造方法の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施形態に基づく半導体発光モジュールを示す平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に基づく半導体発光モジュールを示す側面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】図１に示す半導体発光モジュールの製造方法の一例において、リードフレームへのＬＥＤチップの搭載およびケースの形成を終えた状態を示す要部平面図である。
【図５】図１に示す半導体発光モジュールの製造方法の一例において、リードフレームを切断する工程を示す要部平面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に基づく半導体発光モジュールを示す平面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に基づく半導体発光モジュールを示す側面図である。
【図８】従来の半導体発光モジュールの一例を示す平面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
Ａ１，Ａ２  半導体発光モジュール
ｘ      （第１）方向
ｙ      （第２）方向
ｚ      （第３）方向
１      リードフレーム
１Ａ    （第１）リード
１Ｂ    （第２）リード
２      ＬＥＤチップ（半導体発光素子）
３      ツェナーダイオード
４      ワイヤ
５      ケース
６      封止樹脂
１１Ａ  ダイボンディングパッド
１２    （追加の）ダイボンディングパッド
１３Ａ，１４Ａ  延出部
１５Ａ  実装端子部
１５Ａａ  端面
１１Ｂ  ボンディングパッド
１３Ｂ  延出部
１５Ｂ  実装端子部
１６    連結部
１７    フレーム
１９    メッキ層
５１    細長空間
５１ａ  広幅部
５１ｂ  狭幅部
５２    保持用面
５３    載置面
【図１】
0005236406.tif 000002
【図２】
0005236406.tif 000003
【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】
0005236406.tif 000008
【図８】
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【図９】
0005236406.tif 000010