(57)【要約】【課題】放熱性及び耐熱性に優れた半導体発光装置を提供する。【解決手段】シリコンサブマウント素子２上にチップＬＥＤ３〜６を備えてなる半導体発光装置において、シリコンサブマウント素子２上に、チップＬＥＤ３〜６を接続するためのチップ接続端子部７ａと、外部装置を接続するための外部接続端子部７ｂと、対応するチップ接続端子部７ａと外部接続端子部７ｂを接続する複数のリード部７ｃとからなる配線パターン７を形成する。そして、チップ接続端子部７ａの面積を、チップ接続端子部７ａおよびチップＬＥＤ３〜６が互いに重なり合う領域の面積より、大きくする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に絶縁性の酸化物層が形成されかつ当該酸化物層上に所要の配線パターンが形成されたシリコンサブマウント素子と、当該シリコンサブマウント素子上に実装された半導体チップとからなり、
前記配線パターンが、前記半導体チップを接続するための複数のチップ接続端子部と、外部装置を接続するための複数の外部接続端子部と、対応するチップ接続端子部と外部接続端子部とを接続する複数のリード部とからなる半導体装置において、
前記チップ接続端子部の面積が、前記チップ接続端子部および前記半導体チップが互いに重なり合う領域の面積より、大きいことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記チップ接続端子部の外周寸法が、前記半導体チップに形成され、前記チップ接続端子部に接続される端子部の外周寸法よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記配線パターンが銅のめっき生成物よりなることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記半導体チップとして、少なくとも１個の発光ダイオードと当該発光ダイオードの駆動回路素子とを前記シリコンサブマウント素子上に実装したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記半導体チップとして、少なくとも１個の発光ダイオードと当該発光ダイオードの保護回路素子とを前記シリコンサブマウント素子上に実装したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記発光ダイオードとして、赤色、緑色及び青色の発光ダイオードを前記シリコンサブマウント素子上に実装したことを特徴とする請求項４または５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記シリコンサブマウント素子の裏面に取り付けられた放熱板を備え、前記放熱板の面積は、前記シリコンサブマウント素子の面積より大きいことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記半導体チップは、発光ダイオードであり、
前記発光ダイオードから放射される光を、前記シリコンサブマウント素子の前記発光ダイオードが実装されている面側で、前記シリコンサブマウント素子の前記発光ダイオードが実装されている面から離れる方向に効率よく照射するために、前記発光ダイオードを覆うように配設された光学部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記光学部材は、透光性材料により形成されていることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記光学部材は、前記発光ダイオードの前記シリコンサブマウント素子側と反対側に設けられたレンズを含み、
前記レンズのうち、前記シリコンサブマウント素子側は平坦面に形成され、
前記レンズのシリコンサブマウント素子側の平坦面が、前記シリコンサブマウント素子の前記発光ダイオードが実装されている面に対して略平行になるように、対向して配置されていることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記レンズのシリコンサブマウント素子側の平坦面および前記シリコンサブマウント素子の前記発光ダイオードが実装されている面の間に、透明樹脂が充填されていることを特徴とする請求項１０の半導体装置。
【請求項１２】
前記光学部材は、前記発光ダイオードの前記シリコンサブマウント素子と反対側の面上に設けられたレンズと、前記レンズの前記シリコンマウント素子側の面の外周部から前記シリコンサブマウント素子側へ向けて延出するように形成された筒体と、前記レンズの前記シリコンマウント素子側の面および前記筒体の内壁に囲われて形成され、前記発光ダイオードを収容する収容部と、前記筒体の先端部に設けられ、前記シリコンサブマウント素子上の前記発光ダイオードの外周部に当接する当接部とを有することを特徴とする請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１３】
所要の導電パターン及び半導体装置取付孔を有するテープ状のフレキシブル配線基板と、前記フレキシブル配線基板に取り付けられ、前記導電パターンと接続される複数の半導体装置とからなる半導体モジュールであって、
前記半導体装置は、所要の配線パターンを有するシリコンサブマウント素子と、当該シリコンサブマウント素子上に実装され、前記半導体装置取付孔に挿入された１乃至複数個の半導体チップとからなり、
前記シリコンサブマウント素子のうち、前記半導体チップが実装された面が前記フレキシブル配線基板の一方の面に対向して配置され、
前記半導体チップが、前記半導体装置取付孔を介して、前記フレキシブルプリント配線基板の他方の面よりも突出するように配設されていることを特徴とする半導体モジュール。
【請求項１４】
前記シリコンサブマウント素子のうち、前記半導体チップが実装された面と反対側の面に放熱板が取り付けられていることを特徴とする請求項１３に記載の半導体モジュール。
【請求項１５】
前記放熱板のうち、前記シリコンサブマウント素子に取り付けられている面が、前記フレキシブルプリント配線基板の前記一方の面に固定されていることを特徴とする請求項１４に記載の半導体モジュール。
【請求項１６】
前記半導体チップは、発光ダイオードであり、
前記発光ダイオードから放射される光を、前記シリコンサブマウント素子の前記発光ダイオードが実装されている面側で、前記シリコンサブマウント素子の前記発光ダイオードが実装されている面から離れる方向に効率よく照射するために、前記半導体チップを覆うように配設された光学部材を備えたことを特徴とする請求項１３に記載の半導体モジュール。
【請求項１７】
所要の導電パターン及び半導体装置取付孔を有するテープ状のフレキシブル配線基板を用意する工程と、
所要の配線パターンを有するシリコンサブマウント素子と、当該シリコンサブマウント素子上に実装された１乃至複数個の半導体チップとからなる半導体装置を用意する工程と、
前記フレキシブル配線基板を一方向に移送しつつ、前記シリコンサブマウント素子のうち、前記半導体チップが実装された面を前記フレキシブルプリント配線基板の一方の面に対向させて配置して、前記フレキシブル配線基板の一方の面側から前記半導体装置取付孔内に前記半導体チップが挿入されるように前記半導体装置を取り付ける工程と、
前記半導体チップが、前記半導体装置取付孔を介して、前記フレキシブルプリント配線基板の他方の面よりも突出するように配設されている状態で、前記導電パターンと前記配線パターンとを接続する工程とを含むことを特徴とする半導体モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンサブマウント素子上に半導体チップを実装してなる半導体装置、半導体モジュールおよび半導体モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、液晶ディスプレイや液晶テレビなどに適用される大型液晶表示パネルのバックライトとしては冷陰極管が多く用いられてきたが、近年に至って環境保護に関するいわゆるＲｏＨＳ指令をクリアするため、原材料に水銀を使用する冷陰極管の使用が回避されるようになっている。また、液晶表示パネルにおいては画質の鮮やかさを向上することが最も重要な技術的課題の１つになっており、かかる観点からも、色再生範囲が狭く、特に緑色の再生が不十分な冷陰極管の使用が回避されるようになっている。
【０００３】
冷陰極管に代わるバックライト装置としては、水銀等の有害物質を使用せず、かつ色再生範囲が広いことから、シリコンサブマウント素子上に発光ダイオード（本明細書では、「ＬＥＤ」と略称する。）をフリップチップ実装してなる半導体発光装置（例えば、特許文献１参照。）を利用することが検討されている。
【０００４】
また、従来より、半導体モジュールとして、図１６に示すように、電源電圧が印加される第１及び第２の電路１０１，１０２と、これら第１及び第２の電路の間に配置されたＬＥＤ連結用の第３の電路１０３と、これらの各電路１０１，１０２，１０３を連結すべく幅方向に延在すると共に長手方向に離間して配置された絶縁性の連結部材１０４と、当該連結部材１０４に取り付けられ、電気接続端子が前記第３の電路１０３に接続されるＬＥＤ１０５とからなるものが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。なお、前記第１乃至第３の電路１０１，１０２，１０３は、銅板などの長寸の平板状導体をプレス加工することにより作製され、前記連結部材１０４は、樹脂材料をインサートモールドすることにより形成される。
【０００５】
特許文献２に記載の半導体モジュールは、銅板等からなる長寸の電路１０１，１０２，１０３に樹脂製の連結部材１０４を間歇的に設けたので、各電路１０１，１０２，１０３の露出部分において容易に変形させることができ、モジュール全体を任意の形状に加工することができる。また、銅板等からなる電路１０１，１０２，１０３が露出されているので、放熱性に優れ、過度な温度上昇によるＬＥＤ１０５の損傷を防止することができる。
【特許文献１】特開２００３−２１８３９７号公報
【特許文献２】特開２００４−２５３３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ＬＥＤは消費電力ひいては発熱量が大きいため、この種の半導体発光装置を実用化するためには、充分な放熱対策を施す必要がある。
【０００７】
特許文献１に記載の技術は、シリコンサブマウント素子の背面に放熱ブロックを配置することによりＬＥＤの放熱対策を行っているが、シリコンサブマウント素子の上面（ＬＥＤの搭載面）に関しては特別な放熱対策が施されておらず、この点に関して未だ改善の余地がある。即ち、シリコンサブマウント素子は、ＬＥＤが搭載される上面が最も高温になるので、この面に放熱対策を施すことがＬＥＤの過熱を防止する上で最も合理的であるが、従来においてはシリコンサブマウント素子の背面にのみ放熱ブロックが配置されており、シリコンサブマウント素子の上面には特別な放熱対策が施されていないので、シリコンサブマウント素子の放熱を効率的に行うことができず、ＬＥＤの過熱に伴う種々の不都合、例えば特性の低下等を生じるおそれがある。
【０００８】
また、特許文献２に記載の半導体モジュールは、各電路１０１，１０２，１０３が銅板等をプレス加工することにより作製され、かつ連結部材１０４が樹脂をインサートモールドすることにより形成され、さらに、連結部材１０４の形成後には、各電路１０１，１０２，１０３間を仮止めしていた枝路を切除する必要があるので、製造工程が複雑で、高コスト化しやすいという問題がある。また、特許文献１に記載の半導体モジュールは、銅板等からなる電路１０１，１０２，１０３の露出部分を塑性変形させることによりモジュール全体を任意の形状に加工する構成であるので、可撓性に自ずと限界があり、より広範な用途への適用が困難であるという問題がある。
【０００９】
本発明は、かかる従来技術の実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、放熱性及び耐熱性に優れた半導体装置を提供することにある。また、低コストにして可撓性に優れた半導体モジュールとその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するため、表面に絶縁性の酸化物層が形成されかつ当該酸化物層上に所要の配線パターンが形成されたシリコンサブマウント素子と、当該シリコンサブマウント素子上に実装された半導体チップとからなり、前記配線パターンが、前記半導体チップを接続するための複数のチップ接続端子部と、外部装置を接続するための複数の外部接続端子部と、対応するチップ接続端子部と外部接続端子部とを接続する複数のリード部とからなる半導体装置において、前記チップ接続端子部の面積が、前記チップ接続端子部および前記半導体チップが互いに重なり合う領域の面積より、大きい構成にした。
【００１１】
このように構成することにより、シリコンサブマウント素子の上面のほとんど全面を配線パターンにて覆うことができる。そして、配線パターンは、銅などの導電性及び熱伝導性に優れた金属材料をもって形成されるので、配線パターンがシリコンサブマウント素子の上面の放熱部材として機能し、シリコンサブマウント素子の上面の低温化と均熱化とを実現することができる。よって、ＬＥＤの過熱に伴う不都合を効率的に抑制又は防止することができる。
【００１２】
また、本発明は、前記構成の半導体装置において、前記チップ接続端子部の外周寸法が、前記半導体チップに形成され、前記チップ接続端子部に接続される端子部の外周寸法よりも大きい構成にした。
【００１３】
かかる構成によると、チップ接続端子部に対する半導体チップの位置決め精度をある程度緩やかなものにすることができるので、半導体装置の生産性を高めることができ、半導体装置の低コスト化を図ることができる。
【００１４】
また、本発明は、前記構成の半導体装置において、前記外部接続端子部の外周寸法が前記チップ接続端子部の外周寸法よりも大きい構成にした。
【００１５】
かかる構成によると、外部接続端子部に対する外部装置の位置決め精度をある程度緩やかなものにすることができるので、半導体装置の生産性を高めることができ、半導体装置の低コスト化を図ることができる。
【００１６】
また、本発明は、前記構成の半導体装置において、前記配線パターンが銅のめっき生成物よりなるという構成にした。
【００１７】
銅のめっき生成物よりなる配線パターンは、電気伝導率が高いので、大電流を印加しても発熱しにくく、半導体装置の発熱量を抑制することができる。
【００１８】
また、本発明は、前記半導体チップとして、少なくとも１個の発光ダイオードと当該発光ダイオードの駆動回路素子とを前記シリコンサブマウント素子上に実装するという構成にした。
【００１９】
このように、シリコンサブマウント素子上にＬＥＤと当該ＬＥＤの駆動回路素子とを実装すると、半導体装置を集約化できるので、半導体装置の小型化及び高機能化を図ることができる。
【００２０】
また、本発明は、前記半導体チップとして、少なくとも１個の発光ダイオードと当該発光ダイオードの保護回路素子とを前記シリコンサブマウント素子上に実装するという構成にした。
【００２１】
このように、シリコンサブマウント素子上にＬＥＤと当該ＬＥＤの保護回路素子とを実装すると、半導体装置を集約化することができ、半導体装置の小型化及び高機能化が図れると共に、ＬＥＤの静電破壊等を防止でき、半導体装置の信頼性を高めることができる。
【００２２】
また、本発明は、前記ＬＥＤを備えた半導体装置において、前記発光ダイオードとして、赤色、緑色及び青色の発光ダイオードを前記シリコンサブマウント素子上に併せて実装するという構成にした。
【００２３】
このように、シリコンサブマウント素子上に赤色、緑色及び青色の発光ダイオードを実装すると、各発光ダイオードから放射される各色の光を混色することにより、白色光を得ることができるので、例えば照明装置或いは液晶表示パネルのバックライトとして用いることができる。
【００２４】
また、本発明は、前記シリコンサブマウント素子の裏面に取り付けられた放熱板を備え、前記放熱板の面積は、前記シリコンサブマウント素子の面積より大きい構成にした。
【００２５】
これにより、シリコンサブマウント素子からの発熱を効率よく放熱できる。
【００２６】
また、本発明は、前記半導体装置において、前記半導体チップは、発光ダイオードであり、前記発光ダイオードから放射される光を、前記シリコンサブマウント素子の前記発光ダイオードが実装されている面側で、前記シリコンサブマウント素子の前記発光ダイオードが実装されている面から離れる方向に効率よく照射するために、前記発光ダイオードを覆うように配設された光学部材を備えた構成にした。
【００２７】
ＬＥＤから放射される光を、シリコンサブマウント素子の発光ダイオードが実装されている面から離れる方向（シリコンサブマウント素子の上面方向）に効率よく照射することができ、高い光の利用効率を得ることができ、高照度且つ低消費電力とすることができる。
【００２８】
また、本発明は、前記半導体装置において、前記光学部材は、透光性材料により形成されている構成にした。
【００２９】
ＬＥＤから放射される光を、シリコンサブマウント素子の発光ダイオードが実装されている面から離れる方向（シリコンサブマウント素子の上面方向）に更に効率よく照射することができ、高い光の利用効率を得ることができ、高照度且つ低消費電力とすることができる。
【００３０】
また、本発明は、前記半導体装置において、前記光学部材は、前記発光ダイオードの前記シリコンサブマウント素子と反対側に設けられたレンズを含み、前記レンズのうち、前記シリコンサブマウント素子側は平坦面に形成され、前記レンズのシリコンサブマウント素子側の平坦面が、前記シリコンサブマウント素子の前記発光ダイオードが実装されている面に対して略平行になるように、対向して配置されている構成にした。
【００３１】
このように構成したことにより、レンズのシリコンサブマウント素子側の平坦面およびシリコンサブマウント素子の発光ダイオードが実装されている面が、位置決め点となり、レンズの位置や方向を整合させて組み立てることが容易となり、レンズの取り付けが容易かつ正確に行える。
【００３２】
また、本発明は、前記半導体装置において、前記レンズのシリコンサブマウント素子側の平坦面および前記シリコンサブマウント素子の前記発光ダイオードが実装されている面の間に、透明樹脂が充填されている構成にした。
【００３３】
このように構成したことにより、高さが異なる複数のＬＥＤをシリコンサブマウント素子上に実装した場合にも容易に対応できる。
【００３４】
また、本発明は、前記半導体装置において、前記光学部材は、前記発光ダイオードの前記シリコンサブマウント素子と反対側の面上に設けられたレンズと、前記レンズの前記シリコンマウント素子側の面の外周部から前記シリコンサブマウント素子側へ向けて延出するように形成された筒体と、前記レンズの前記シリコンマウント素子側の面および前記筒体の内壁に囲われて形成され、前記発光ダイオードを収容する収容部と、前記筒体の先端部に設けられ、前記シリコンサブマウント素子上の前記発光ダイオードの外周部に当接する当接部とを有する構成にした。
【００３５】
このように、発光ダイオードを収容する収容部と、シリコンサブマウント素子上の発光ダイオードの外周部に当接する当接部を設けたので、高さが異なる複数のＬＥＤをシリコンサブマウント素子上に実装した場合にも容易に対応できる。
【００３６】
本発明は、上記課題を解決するため、半導体モジュールに関しては、所要の導電パターン及び半導体装置取付孔を有するテープ状のフレキシブル配線基板と、前記フレキシブル配線基板に取り付けられ、前記導電パターンと接続される複数の半導体装置とからなる半導体モジュールであって、前記半導体装置は、所要の配線パターンを有するシリコンサブマウント素子と、当該シリコンサブマウント素子上に実装され、前記半導体装置取付孔に挿入された１乃至複数個の半導体チップとからなり、前記シリコンサブマウント素子のうち、前記半導体チップが実装された面が前記フレキシブル配線基板の一方の面に対向して配置され、前記半導体チップが、前記半導体装置取付孔を介して、前記フレキシブルプリント配線基板の他方の面よりも突出するように配設されている構成にした。
【００３７】
フレキシブル配線基板は、ポリイミド樹脂などからなる基板フィルム上に銅箔などからなる導電パターンを形成したものであって、量産性に優れ、安価に製造できると共に、可撓性に優れ、必要に応じて任意の形状に弾性変形させることができる。よって、金属薄板製の電炉を用いる場合に比べて、半導体モジュールの低コスト化と利用箇所に応じた加工の容易化を実現することができる。また、シリコンサブマウント素子は半導体チップと熱膨張係数が近似しているので、シリコンサブマウント素子上に１乃至複数個の半導体チップを実装してなる半導体装置を備えた半導体モジュールは、半導体チップとその取付部材との熱膨張差に起因する不都合、例えば半導体チップの破壊などを生じにくく、耐久性に優れる。また、フレキシブル配線基板の上面よりも上方に半導体チップの上面を配置すると、すなわち、半導体チップが、半導体装置取付孔を介して、フレキシブルプリント配線基板の他方の面（上面）よりも突出するように配設されると、半導体チップとしてＬＥＤを用いた場合にも、ＬＥＤから放射された光がフレキシブル配線基板によって遮断されないので、消費電力が小さく高照度の照光装置を実現することができる。さらに、フレキシブル配線基板の下面よりも下方にシリコンサブマウント素子の下面を配置すると、すなわち、シリコンサブマウント素子のうち、半導体チップが実装された面（上面）がフレキシブル配線基板の一方の面（下面）に対向して配置されると、必要に応じてシリコンサブマウント素子の背面に放熱板を配置するができるので、より放熱特性に優れた半導体モジュールを容易に作成することができる。
【００３８】
また、本発明は、前記構成の半導体モジュールにおいて、前記シリコンサブマウント素子のうち、前記半導体チップが実装された面と反対側の面に放熱板が取り付けられている構成にした。
【００３９】
かかる構成によると、ＬＥＤ等の半導体チップからの発熱を放熱板を通して効率よく放熱することができるので、半導体チップの加熱に起因する種々の不都合、例えば半導体チップの特性劣化等を防止することができる。
【００４０】
また、本発明は、前記構成の半導体モジュールにおいて、前記放熱板のうち、前記シリコンサブマウント素子に取り付けられている面が、前記フレキシブルプリント配線基板の前記一方の面に固定されている構成にした。
【００４１】
かかる構成によると、フレキシブル配線基板と半導体装置との結合を強固なものにできるので、フレキシブル配線基板と半導体装置との接続部の断線を防止でき、半導体モジュールの耐久性を高めることができる。
【００４２】
また、本発明は、前記構成の半導体モジュールにおいて、前記半導体チップは、発光ダイオードであり、前記発光ダイオードから放射される光を、前記シリコンサブマウント素子の前記発光ダイオードが実装されている面側で、前記シリコンサブマウント素子の前記発光ダイオードが実装されている面から離れる方向に効率よく照射するために、前記半導体チップを覆うように配設された光学部材を備えた構成にした。
【００４３】
ＬＥＤから放射される光を、シリコンサブマウント素子の発光ダイオードが実装されている面から離れる方向（シリコンサブマウント素子の上面方向）に効率よく照射することができ、高い光の利用効率を得ることができ、高照度且つ低消費電力とすることができる。
【００４４】
一方、本発明は、上記課題を解決するため、半導体モジュールの製造方法に関しては、所要の導電パターン及び半導体装置取付孔を有するテープ状のフレキシブル配線基板を用意する工程と、所要の配線パターンを有するシリコンサブマウント素子と、当該シリコンサブマウント素子上に実装された１乃至複数個の半導体チップとからなる半導体装置を用意する工程と、前記フレキシブル配線基板を一方向に移送しつつ、前記シリコンサブマウント素子のうち、前記半導体チップが実装された面を前記フレキシブルプリント配線基板の一方の面に対向させて配置して、前記フレキシブル配線基板の一方の面側から前記半導体装置取付孔内に前記半導体チップが挿入されるように前記半導体装置を取り付ける工程と、前記半導体チップが、前記半導体装置取付孔を介して、前記フレキシブルプリント配線基板の他方の面よりも突出するように配設されている状態で、前記導電パターンと前記配線パターンとを接続する工程とを含んで、半導体モジュールの製造方法を製造するという構成にした。
【００４５】
かかる構成によると、フレキシブル配線基板に半導体装置取付孔が開設されているので、当該半導体装置取付孔内に半導体チップが挿入されるように半導体装置を取り付けるだけでフレキシブル配線基板に対する半導体装置の位置決めを行うことができる。また、フレキシブル配線基板を一方向に移送しつつ、シリコンサブマウント素子のうち、半導体チップが実装された面をフレキシブルプリント配線基板の一方の面に対向させて配置して、フレキシブル配線基板の一方の面側から半導体装置取付孔内に半導体チップが挿入されるように半導体装置を取り付け、フレキシブル配線基板に形成された導電パターンとシリコンサブマウント素子に形成された配線パターンとを接続するので、フレキシブル配線基板に対する半導体装置の取り付けを効率的に行うことができる。
【発明の効果】
【００４６】
半導体チップの過熱に伴う不都合を効率的に抑制又は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】
【００４７】
以下、本発明に係る半導体装置の実施形態例を、半導体発光装置を例にとり、図に基づいて説明する。図１は実施形態例に係る半導体発光装置の斜視図、図２は実施形態例に係る半導体発光装置の側面図、図３は実施形態例に係る半導体発光装置のシリコンサブマウント素子上に形成される配線パターンを従来技術と比較して示す平面図、図４は実施形態例に係る半導体発光装置の第１変形例を示す平面図、図５は第１変形例に係る半導体発光装置の等価回路図、図６は実施形態例に係る半導体発光装置の第２変形例を示す平面図、図７は実施形態例に係る半導体発光装置の第３変形例を示す平面図である。
【００４８】
図１に示すように、本例の半導体発光装置１は、シリコンサブマウント素子２と、当該素子２上に実装された４個のチップＬＥＤ３，４，５，６とから構成されている。図１（ａ）は４個のチップＬＥＤ３，４，５，６を２行２列のマトリクス状に配置した場合の実施形態例であり、図１（ｂ）は４個のチップＬＥＤ３，４，５，６を１列に配置した場合の実施形態例である。
【００４９】
シリコンサブマウント素子２は、図２に示すように、少なくともチップＬＥＤ３，４，５，６の搭載面２ａを含む表面に絶縁性の酸化物層２ｂがほぼ均一に形成されており、当該酸化物層２ｂ上には、配線パターン７が所定の配列で形成されている。
【００５０】
配線パターン７は、図３（ａ）に例示するように、チップＬＥＤ３，４，５，６を接続するための２個を１組とする４組（合計８個）のチップ接続端子部７ａと、図示しない外部装置を接続するためのチップ接続端子部７ａの数に相当する数の外部接続端子部７ｂと、対応するチップ接続端子部７ａ及び外部接続端子部７ｂどうしを接続する複数のリード部７ｃとからなり、隣接して配置される２つのチップ接続端子部７ａの間、及びチップ接続端子部７ａとリード部７ｃとの間、並びに２つのリード部７ｃの間には、ほぼ一定幅の溝状のスペース７ｄが設けられ、互いに区画されている。本例の配線パターン７は、図３（ａ）から明らかなように、各スペース７ｄの最も幅が大きい部分の幅が、リード部７ｃの最も幅が小さい部分の幅と同じか、それよりも小さくなるように形成される。また、図３（ａ）に示されるように、チップＬＥＤ３，４，５，６毎に設けられた一対のチップ接続端子部７ａの双方の面積は、当該チップ接続端子部７ａおよびチップＬＥＤ３，４，５，６の重なり合う領域の面積より大きい。なお、この配線パターン７は、導電性が良好で大電流を流した場合にも発熱が小さいことから、銅のめっき生成物によって形成することが好ましい。また、この配線パターン７の表面の所定の部分には、チップＬＥＤ３，４，５，６及び外部装置の接続を容易にするための金層、スズ層又ははんだ層等を設けることが好ましい。
【００５１】
図３（ｂ）は、従来技術においてシリコンサブマウント素子２上に形成される配線パターン７００の一例を示す図であり、実施形態例に係る配線パターン７と同数のチップ接続端子部７００ａ、外部接続端子部７００ｂ及びリード部７００ｃが形成されている。チップ接続端子部７００ａの形状及び寸法は、これに接続されるチップＬＥＤ３，４，５，６に形成された端子部の形状及び寸法とほぼ同一に形成される。これに対して、外部接続端子部７００ｂは、実施形態例に係る外部接続端子部７ｂと同様に、外部装置を容易かつ高精度に接続可能な最適寸法の面状に形成され、リード部７００ｃは、実施形態例に係るリード部７ｃと同様に、低抵抗かつ引き回しが容易な最適寸法の線状に形成される。したがって、図３（ａ）と図３（ｂ）の比較から明らかなように、従来技術においては、隣接して配置されるチップ接続端子部７００ａとリード部７００ｃとの間、及び２つのリード部７００ｃの間が、実施形態例に係るシリコンサブマウント素子２とは異なり、必ずしも各スペース７００ｄの最も幅が大きい部分の幅がリード部７００ｃの最も幅が小さい部分の幅と同じかそれよりも小さくならず、リード部７００ｃの最も幅が小さい部分の幅よりも幅が大きな面状のスペース７００ｄが形成される。
【００５２】
なお、前記配線パターン７００は、導電性が良好で大電流を流した場合にも発熱が小さいことから、銅のめっき生成物によって形成することが好ましい。また、この配線パターン７００の表面の所定の部分には、チップＬＥＤ３，４，５，６及び外部装置の接続を容易にするための金層、スズ層又ははんだ層等を設けることが好ましい。
【００５３】
実施形態例に係るシリコンサブマウント素子２の上面は、図３（ａ）に示すように、そのほとんど全面が配線パターン７にて覆われる。そして、前述のようにこの配線パターン７は、銅などの導電性及び熱伝導性に優れた金属材料をもって形成されるので、配線パターン７がシリコンサブマウント素子の上面の放熱部材として機能し、図３（ｂ）に示した従来技術のシリコンサブマウント素子２００に比べて、シリコンサブマウント素子２の上面の放熱性を高めることができ、その低温化と均熱化とを実現することができる。よって、チップＬＥＤ３〜６の過熱に伴う特性劣化などの種々の不都合を効率的に抑制又は防止することができる。また、本例の半導体発光装置１は、チップ接続端子部７ａを大型化することにより所望の配線パターン７を形成したので、チップ接続端子部７ａに対するチップＬＥＤ３〜６の位置決め精度をある程度緩やかなものにすることができ、半導体装置の生産性の向上ひいては半導体装置の低コスト化を図ることができる。
【００５４】
チップＬＥＤ３，４，５，６としては、任意のチップＬＥＤを任意に組合せて用いることができるが、混色により白色光を得る場合には、緑色ＬＥＤの発光効率が赤色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤの発光効率よりも悪いことを考慮して、緑色ＬＥＤを２個、赤色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤを各１個とすることが望ましい。なお、図１（ａ）に示すように、４個のチップＬＥＤ３〜６を２行２列に配置する場合には、混色の均一性を高めるため、２個の緑色ＬＥＤ３，４を対角に配置することが特に望ましい。また、図１（ｂ）に示すように、４個のチップＬＥＤ３〜６を１列に配置する場合には、同じく混色の均一性を高めるため、赤色ＬＥＤ５と青色ＬＥＤ６の間に１つの緑色ＬＥＤ３を配置し、赤色ＬＥＤ５の外側又は青色ＬＥＤ６の外側にもう１つの緑色ＬＥＤ４を配置することが特に望ましい。これら各チップＬＥＤ３〜６の背面（光放射面の裏面）には、図２に示すように、シリコンサブマウント素子２に形成されたチップ接続端子部７ａとの接続を容易にするための端子部３ａが形成されており、その表面の所定の部分には接合用の金層、スズ層又ははんだ層等が形成されている。各チップＬＥＤ３〜６は、シリコンサブマウント素子２にフリップチップ方式で実装される。なお、使用するチップＬＥＤの個数や組合せについては、これに限定されるものではなく、任意に選択することができる。
【００５５】
また、シリコンサブマウント素子２上に半導体チップとしてチップＬＥＤ３〜６を搭載する場合には、図４及び図５に示すように、チップＬＥＤ３〜６に加えてこれら各チップＬＥＤ３〜６の保護回路素子１１，１２，１３，１４を実装することができる。保護回路素子１１〜１４としては、図５に例示するツェナーダイオードのほか、サージを吸収する特性を有する他のダイオードや回路素子を用いることもできる。このように、シリコンサブマウント素子２上にチップＬＥＤ３〜６と当該チップＬＥＤ３〜６の保護回路素子１１〜１４とを実装すると、半導体発光装置の構成を集約化することができるので、半導体発光装置の小型化及び高機能化が図れると共に、チップＬＥＤ３〜６の静電破壊等を防止でき、半導体発光装置の信頼性を高めることができる。
【００５６】
また、シリコンサブマウント素子２上に半導体チップとしてチップＬＥＤ３〜６を搭載する場合には、図６に示すように、チップＬＥＤ３〜６に加えてこれら各チップＬＥＤ３〜６の駆動回路素子１５を実装することができる。駆動回路素子１５としては、ＩＣチップを用いることができる。このように、シリコンサブマウント素子２上にチップＬＥＤ３〜６と当該チップＬＥＤ３〜６の駆動回路素子１５とを実装すると、半導体発光装置の構成を集約化することができるので、半導体発光装置の小型化と高機能化とを図ることができる。なお、シリコンサブマウント素子２上にチップＬＥＤ３〜６と当該チップＬＥＤ３〜６の保護回路素子１１〜１４と当該チップＬＥＤ３〜６の駆動回路素子１５とを合わせて実装することももちろん可能である。
【００５７】
さらに、前記実施形態例においては、図３（ａ）と図３（ｂ）との比較から明らかなように、チップ接続端子部７ａを大型化することにより所望の配線パターン７を形成したが、かかる構成に代えて、図７に模式的に示すように、外部接続端子部７ｂを大型化することにより所望の配線パターン７を形成することもできる。この場合には、外部接続端子部７ｂに対する外部装置に設けられた端子部の位置決め精度をある程度緩やかなものにすることができ、半導体装置と外部装置とからなる電子装置の生産性の向上ひいては当該電子装置の低コスト化を図ることができる。
【００５８】
本例の半導体発光装置１は、シリコンサブマウント素子２上にチップ接続端子部７ａ及び外部接続端子部７ｂ並びにこれらの各端子部７ａ，７ｂを接続するリード部７ｃからなる配線パターン７を形成すると共に、隣接して配置される２つのチップ接続端子部７ａの間及びチップ接続端子部７ａとリード部７ｃとの間並びに２つのリード部７ｃの間にほぼ一定幅の溝状のスペース７ｄを形成し、各スペース７ｄの最も幅が大きい部分の幅をリード部７ｃの最も幅が小さい部分の幅と同じかそれよりも小さくした。また、チップＬＥＤ３，４，５，６毎に設けられた一対のチップ接続端子部７ａの双方の面積が、当該チップ接続端子部７ａおよびチップＬＥＤ３，４，５，６の重なり合う領域の面積より大きくなるようにした。これにより、シリコンサブマウント素子２の上面からの放熱特性を高めることができ、チップＬＥＤ３〜６の過熱に伴う種々の不都合を効率的に抑制又は防止することができる。
【００５９】
ここで、図３（ａ）に示された本発明に係る半導体装置の配線パターン７の放熱効率と、図３（ｂ）に示された従来技術の半導体装置の配線パターン７００の放熱効率とを比較した。シリコンサブマウント素子２は共に１．５ｍｍ×１．５ｍｍの矩形状の基板を用いた。従来技術の半導体装置では、配線パターン７００の面積を３．１８ｍｍ２（シリコンサブマウント素子２の面積の３５％）、配線パターン７００以外の面積を５．８２ｍｍ２（シリコンサブマウント素子２の面積の６５％）とした。これに対して、本発明に係る半導体装置では、配線パターン７の面積を５．６ｍｍ２（シリコンサブマウント素子２の面積の６７％）、配線パターン７以外の面積を３．４ｍｍ２（シリコンサブマウント素子２の面積の３３％）とした。これらの半導体装置に共通の電力２．０２Ｗを供給したところ、従来技術の半導体装置は４９．５３℃まで上昇したが、本発明に係る半導体装置は４４．６７℃に留まった。基準温度を２５℃としたとき、単位電力当たりの上昇温度は、従来技術の半導体装置では（４９．５３−２５）／２．０２＝１２．１４（℃／Ｗ）であるのに対し、本発明に係る半導体装置では（４４．６７−２５）／２．０２＝９．７４（℃／Ｗ）であった。このように、単位電力当たりの上昇温度を約２．４（℃／Ｗ）だけ低減でき、この結果、約２０％効率を高めることができた。
【００６０】
以下、前記実施形態例に係る半導体発光装置の製造方法を、図８に基づいて説明する。
図８は実施形態例に係る半導体発光装置の製造手順を示すフロー図である。
【００６１】
まず、図８（ａ）に示すように、所要サイズ（例えば、３ｍｍ角）の半導体発光装置を多数個取り可能なシリコンウエハ２１を用意する。なお、図８（ａ）中の符号２２は、予定スクライブラインを示している。次に、当該シリコンウエハ２１の表面に熱酸化処理を施し、図８（ｂ）に示すように、シリコンウエハ２１の表面に絶縁性の酸化物層２ｂを形成する。次いで、図８（ｃ）に示すように、熱酸化処理されたシリコンウエハ２１の表面に、例えばフォトレジスト法などによりチップ接続端子部７ａ、外部接続端子部７ｂ及びリード部７ｃを含む所要の配線パターン７を形成する。次いで、図８（ｄ）に示すように、シリコンウエハ２１に形成されたチップ接続端子部７ａにチップＬＥＤ３〜６をフリップチップ実装する。チップ接続端子部７ａとチップＬＥＤ３〜６との接続は、超音波を利用した金属層同士の拡散接合やリフローはんだ付けなどで行うことができる。最後に、図８（ｅ）に示すように、シリコンウエハ２１を予定スクライブライン２２に沿ってスクライブし、半導体発光装置１の個片を得る。
【００６２】
本例の半導体発光装置１の製造方法は、熱酸化処理によりシリコンウエハ２１の表面に絶縁性の酸化物層２ｂを形成するので、シリコンウエハ２１の表面に絶縁材料を被覆して絶縁層を形成する場合とは異なり、シリコンウエハ２１からの絶縁層の剥離ということが起こり得ず、耐久性に優れた半導体発光装置を製造することができる。また、ウエハ段階で熱酸化処理と配線パターン７の形成とチップＬＥＤ３〜６の実装とを行うので、シリコンウエハ２１を個片に分割した後にこれらの処理を行う場合に比べて所要の半導体発光装置１を高能率に製造することができ、半導体発光装置１の低コスト化を図ることができる。
【００６３】
以下、前記実施形態例に係る半導体発光装置を利用した半導体モジュールの一例を、照光装置用半導体モジュールを例にとり、図９乃至図１３に基づいて説明する。図９は実施形態例に係る半導体モジュールの部分平面図、図１０は実施形態例に係る半導体モジュールの部分断面図、図１１は実施形態例に係る半導体モジュールの製造手順を示すフロー図、図１２は実施形態例に係る半導体モジュールの他の例を示す要部断面図、図１３は図１２の半導体モジュールに備えられるミラー構造体の側面図である。
【００６４】
図９及び図１０に示すように、本例の照光装置用半導体モジュール３１は、先に説明した半導体発光装置１と、当該半導体発光装置１の背面に付設されたメタル基板と呼ばれる放熱板３２と、複数個の半導体発光装置１を搭載するテープ状のフレキシブル配線基板４１とから構成されている。その他、図２と対応する部分には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６５】
メタル基板（放熱板）３２は、半導体発光装置１の放熱体及び補強体として機能するものであって、アルミニウムや銅などの熱伝導性に優れた金属材料をもって形成されており、半導体発光装置１の背面（シリコンサブマウント素子２の背面）に、例えば銀ペーストなどの熱伝導性に優れた接着剤３３を介して接着される。
【００６６】
フレキシブル配線基板４１は、図９、図１０及び図１２に示すように、例えばポリイミド樹脂やポリアミド樹脂などの耐熱性、強靱性及び絶縁性に優れた樹脂材料からなるテープ状基板４２の表面に所望の配列で銅箔などからなる導電パターン４３を形成すると共に導電パターン４３の外面を絶縁性のカバーコート４２ａにて覆い、所望の位置に所望の配列で作業用の透孔４４，４５，４６を形成してなる。透孔４４は、半導体発光装置１の取付孔であり、フレキシブル配線基板４１の長手方向に等間隔に開設される。導電パターン４３のうち、半導体装置取付孔４４に臨む部分に形成されたリード４３ａは、半導体発光装置１のシリコンサブマウント素子２上に形成された外部接続端子部７ｂに接続可能な形状及び配列に形成される。透孔４５は、半導体発光装置１の供給装置（図示省略）に対する半導体装置取付孔４４の位置決めを行う位置決め孔であり、半導体装置取付孔４４の前後の所定の部分に等間隔に開設される。透孔４６は、フレキシブル配線基板４１の送り孔であり、フレキシブル配線基板４１の長手方向の両側辺に沿って等間隔に開設される。送り孔４６には、照光装置の製造装置に備えられた図示しないスプロケットの歯が係合される。
【００６７】
なお、図９においては、フレキシブル配線基板４１の長手方向に２列の配線パターン４３及び透孔４４，４５，４６が平行に形成されているが、フレキシブル配線基板４１に形成される導電パターン４３及び透孔４４，４５，４６の列数についてはこれに限定されるものではなく、１列又は３列以上の複数列とすることももちろん可能である。また、フレキシブル配線基板４１は、ＴＣＰ（テープ・キャリア・パッケージ）及びＣＯＦ（チップ・オン・フィルム）などの方式を含むものである。
【００６８】
半導体発光装置１は、図１０に示すように、少なくともチップＬＥＤ３〜６の光放射面がフレキシブル配線基板４１の上面よりも上方に突出するようにフレキシブル配線基板４１の下方から取付孔４４内に挿入され、シリコンサブマウント素子２上に形成された外部接続端子部７ｂにフレキシブル配線基板４１のリード４３ａが接続される。外部接続端子部７ｂとリード４３ａの接続方式としては、熱圧着接続、超音波接続、はんだ付け又はワイヤボンディングなどを採ることができる。なお、図１０の例においては、半導体発光装置１とフレキシブル配線基板４１とが外部接続端子部７ｂおいてのみ接する構造になっているが、フレキシブル配線基板４１に対する半導体発光装置１の取付安定性を高めるため、フレキシブル配線基板４１の下面に半導体発光装置１に備えられたメタル基板３２の上面を接着する構造とすることもできる。
【００６９】
この半導体モジュールの製造は、図１１に示す手順で行われる。即ち、まず、図８に示す手順で製造された半導体発光装置１と、メタル基板３２と、フレキシブル配線基板４１とを用意する。フレキシブル配線基板４１は、リール５１に巻回された状態で供給される。次に、メタル基板３２の片面に銀ペーストを添付し、当該メタル基板３２の銀ペースト添付面に半導体発光装置１のシリコンサブマウント素子２を搭載した後、これを加熱乾燥して、半導体発光装置１とメタル基板３２の接合体１Ａを得る。フレキシブル配線基板４１に対する接合体１Ａの取り付けは、リール５１より引き出されたフレキシブル配線基板４１の一端を巻き取りリール５２に巻き付け、送り孔４６を利用してフレキシブル配線基板４１をリール５１側から巻き取りリール５２側に順次移送することにより行われる。接合体１Ａの取り付けに際しては、まずフレキシブル配線基板４１の表裏両面にリード成形装置５３を押し付け、フレキシブル配線基板４１に形成されたリード４３ａを所定の形状に成形する。フレキシブル配線基板４１に対するリード成形装置５３の位置決めは、リード成形装置５３に形成されたピン状の位置決め突起５４をフレキシブル配線基板４１に開設された位置決め孔４５内に挿入することにより行われる。次いで、フレキシブル配線基板４１に開設された取付孔４４内に当該フレキシブル配線基板４１の下方より移送された接合体１ＡのチップＬＥＤ３〜６を挿通し、シリコンサブマウント素子２上に形成された外部接続端子部７ｂにフレキシブル配線基板４１に形成されたリード４３ａとを所要の接続装置５５を用いて接続する。フレキシブル配線基板４１に対する接合体１Ａの位置決めは、接合体搬送装置５６に形成されたピン状の位置決め突起５７をフレキシブル配線基板４１に開設された位置決め孔４５内に挿入することにより行われる。最後に、接続部に対するポッティング樹脂の供給と加熱乾燥、並びにチップＬＥＤ３〜６に対するポッティング樹脂の供給と加熱乾燥を行って、テープ状の照光装置の製造を完了する。
【００７０】
このようにして製造された照光装置および照明装置用半導体モジュールは、適宜切断又は接続されて、所要数のチップＬＥＤ３〜６を有する点状、面状又は線状の発光装置として使用される。本例の照光装置および照明装置用半導体モジュールの製造方法は、テープ状のフレキシブル配線基板４１を巻き取りリール５２に順次巻き取りつつ連続的にリード４３ａの成形と、フレキシブル配線基板４１に対する接合体１Ａの取り付けと、所定部分のポッティングとを行うので、照光装置の製造を効率的に行うことができ、照光装置の低コスト化を図ることができる。
【００７１】
なお、前記照光装置には、図１２に示すように、チップＬＥＤ３〜６から放射された光をシリコンサブマウント素子２の法線方向に効率よく照射するため、チップＬＥＤ３〜６の周辺部分に所要形状のミラー構造体６１を配置することもできる。ミラー構造体６１は、光反射率の高い金属材料又は表面に光反射率の高い金属材料からなる反射層が形成されたプラスチック成形体をもって形成されており、所要の接着剤をもってチップＬＥＤ３〜６の周辺部分に取り付けられる。ミラー構造体６１は、チップＬＥＤ３〜６の端面部分より放射された光をチップ搭載面２ａの法線方向に反射するものであって、反射面の形状は、図１３（ａ）に示すように斜面形状とすることもできるし、図１３（ｂ）に示すように凹状の曲面形状とすることもできる。このように、チップＬＥＤ３〜６の周辺部分に所要の形状のミラー構造体６１を設定すると、チップＬＥＤ３〜６の端面部分より放射された光をチップ搭載面２ａの法線方向に反射して、チップＬＥＤ３〜６の表面部分より放射された光に合流させることができるので、光の利用効率を高めることができ、高照度にして消費電力の小さい照光装置が得られる。
【００７２】
以上のように、本発明の半導体モジュールは、量産性及び可撓性に優れたフレキシブル配線基板に直接半導体装置を取り付けるので、利用箇所に応じて任意の形状に弾性変形可能な半導体モジュールを安価に製造することができる。また、半導体チップと熱膨張係数が近似しているシリコンサブマウント素子上に半導体チップを実装するので、半導体チップの破壊などを生じにくく、耐久性に優れる。また、フレキシブル配線基板の上面よりも上方に半導体チップの上面を配置するので、半導体チップとしてＬＥＤを用いた場合、消費電力が小さく高照度の照光装置を実現することができる。さらに、フレキシブル配線基板の下面よりも下方にシリコンサブマウント素子の下面を配置するので、シリコンサブマウント素子の背面に放熱板を配置することにより、放熱特性に優れた半導体モジュールを容易に作成することができる。
【００７３】
また、本発明の半導体モジュールの製造方法は、フレキシブル配線基板に開設された半導体装置取付孔内に半導体装置を挿入するので、フレキシブル配線基板に対する半導体装置の位置決めを容易に行うことができ、多数の半導体装置を備えた半導体モジュールの製造を容易に行うことができる。また、フレキシブル配線基板を一方向に移送しつつ、当該フレキシブル配線基板の下方より半導体装置取付孔内に半導体装置を挿入し、フレキシブル配線基板に形成された導電パターンとシリコンサブマウント素子に形成された配線パターンとを接続するので、フレキシブル配線基板に対する半導体装置の取り付けを効率的に行うことができ、半導体モジュールの低コスト化を図ることができる。
【００７４】
次に、チップＬＥＤ３〜６上にレンズを備えた半導体装置の構成について、図に基づいて、説明する。図１４はレンズを備えた半導体装置の断面図である。この図１４は図１０や図１２に準じており、図１０や図１２に示されているフレキシブル配線基板４１を便宜上省略している。また、図１４では、説明の便宜上、２つのチップＬＥＤを表示している。
【００７５】
図１２では、チップＬＥＤ３〜６から放射される光を、シリコンサブマウント素子２のチップＬＥＤ３〜６が実装されている面側で、シリコンサブマウント素子２のチップＬＥＤ３〜６が実装されている面から離れる方向に効率よく照射するために、ミラー構造体６１をチップＬＥＤ３〜６の周辺部分に配設しているのに対し、図１４では、チップＬＥＤ３〜６を覆うように、光学部材としての凸レンズ１６および透明樹脂部１７を設けている点で相違する。
【００７６】
図１４に示されるように、凸レンズ１６が、チップＬＥＤ３〜６のシリコンサブマウント素子２側と反対側に設けられている。凸レンズ１６のシリコンサブマウント素子側の面１６ａは平坦面状に形成され、凸レンズ１６のシリコンサブマウント素子２と反対側は凸面状に形成されている。ここで、凸レンズ１６は、透光性材料により形成されている。
このように、チップＬＥＤ３〜６を覆うように、光学部材としての凸レンズ１６を設けているので、チップＬＥＤ３〜６から放射される光を、シリコンサブマウント素子のチップＬＥＤ３〜６が実装されている面から離れる方向（シリコンサブマウント素子の上面方向）に更に効率よく照射することができ、高い光の利用効率を得ることができ、高照度且つ低消費電力とすることができる。
【００７７】
また、図１４に示されるように、凸レンズ１６のシリコンサブマウント素子側の面１６ａは、シリコンサブマウント素子のチップＬＥＤ３〜６が実装されている面に対して略平行になるように対向して配置されている。このように構成したことにより、凸レンズ１６のシリコンサブマウント素子側の面１６ａおよびシリコンサブマウント素子２のチップＬＥＤ３〜６が実装されている面が、位置決め点となり、凸レンズ１６の位置や方向を整合させて組み立てることが容易となり、凸レンズ１６の取り付けが容易かつ正確に行える。
【００７８】
また、図１４に示されるように、凸レンズ１６のシリコンサブマウント素子側の面１６ａと、シリコンサブマウント素子２のチップ３〜６が実装されている面との間には、透明樹脂材料が充填されることにより、透明樹脂部１７が形成されている。なお、この透明樹脂部１７により、凸レンズ１６がシリコンサブマウント素子２に固着される。この透明樹脂部１７は、凸レンズ１６のシリコンサブマウント素子側の面１６ａと、シリコンサブマウント素子２のチップ３〜６が実装されている面との間に隙間なく充填されている。このように構成したことにより、高さが異なる複数のチップＬＥＤ３〜６をシリコンサブマウント素子上に実装した場合にも容易に対応できる。すなわち、このようにしたことにより、凸レンズ１６を安定させて保持することができる。
なお、図１４では、チップ接続端子部７ａおよび外部接続端子部７ｂが配線共用パターン７ｄ上に形成されている。
【００７９】
次に、チップＬＥＤ３〜６上にレンズを備えた半導体装置の変形例の構成について、図に基づいて、説明する。図１５はレンズを備えた半導体装置の変形例の断面図である。この図１５は、図１４同様に図１０や図１２に準じており、図１０や図１２に示されているフレキシブル配線基板４１を便宜上省略している。また、図１５では、説明の便宜上、高さの異なる２つのチップＬＥＤを表示している。
【００８０】
図１４に示されるように、チップＬＥＤ３〜６上にレンズを備えた半導体装置では、チップＬＥＤ３〜６から放射される光を、シリコンサブマウント素子２のチップＬＥＤ３〜６が実装されている面側で、シリコンサブマウント素子２のチップＬＥＤ３〜６が実装されている面から離れる方向に効率よく照射するために、チップＬＥＤ３〜６を覆うように、光学部材としての凸レンズ１６および透明樹脂部１７が設けられているのに対し、図１５に示されるように、チップＬＥＤ３〜６上にレンズを備えた半導体装置の変形例では、チップＬＥＤ３〜６を覆うように、光学部材としての凸レンズ１６および筒体部１８が一体になったカバー１９が設けられている点で相違する。
【００８１】
また、図１５に示されるように、カバー１９は、凸レンズ１６と、筒体部１８と、収容部２０と、当接部１８ａとを備えている。筒体部１８は透明材料により円筒状に形成されている。また、筒体部１８は、凸レンズ１６のうち、シリコンサブマウント素子２側の面の外周部からシリコンサブマウント素子２側へ向けて延出するように形成されている。なお、凸レンズ１６および筒体部１８は樹脂成形などにより一体に形成されてもよい。収容部２０には、チップＬＥＤ３〜６が収容されている。収容部２０は、凸レンズ１６のシリコンマウント素子側の面および筒体部１８の内壁に囲われて形成されている。図１５に示されるように、高さの異なるチップＬＥＤ３〜６がシリコンサブマウント素子２上に実装されている場合、収容部１８は最も高いチップＬＥＤが十分に収容されるように形成されている。当接部１８ａは筒体部１８の先端部に設けられている。シリコンサブマウント素子２上のチップＬＥＤ３〜６の外周部に当接部１８ａが当接されている。また、収容部２０内には隙間なく透明樹脂材料が充填され、透明樹脂部１７ａが形成されている。
【００８２】
このように構成したことにより、当接部１８ａがシリコンサブマウント素子２上のチップＬＥＤ３〜６の外周部に当接されるので、高さが異なる複数のＬＥＤをシリコンサブマウント素子上に実装した場合にも、カバー１９を安定的にシリコンサブマウント素子２上に取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】実施形態例に係る半導体発光装置の斜視図である。
【図２】実施形態例に係る半導体発光装置の側面図である。
【図３】実施形態例に係る半導体発光装置のシリコンサブマウント素子上に形成される配線パターンを従来技術と比較して示す平面図である。
【図４】実施形態例に係る半導体発光装置の第１変形例を示す平面図である。
【図５】第１変形例に係る半導体発光装置の等価回路図である。
【図６】実施形態例に係る半導体発光装置の第２変形例を示す平面図である。
【図７】実施形態例に係る半導体発光装置の第３変形例を示す平面図である。
【図８】実施形態例に係る半導体発光装置の製造手順を示すフロー図である。
【図９】実施形態例に係る半導体発光装置を利用した半導体モジュールの部分平面図である。
【図１０】実施形態例に係る半導体発光装置を利用した半導体モジュールの要部断面図である。
【図１１】実施形態例に係る半導体発光装置を利用した半導体モジュールの製造手順を示すフロー図である。
【図１２】実施形態例に係る半導体発光装置を利用した半導体モジュールの他の例を示す要部断面図である。
【図１３】図１２の半導体モジュールに備えられるミラー構造体の側面図である。
【図１４】レンズを備えた半導体装置の断面図である。
【図１５】レンズを備えた半導体装置の変形例の断面図である。
【図１６】公知例に係る半導体モジュールの斜視図である。
【符号の説明】
【００８４】
１    半導体発光装置（半導体装置）
２    シリコンサブマウント素子
２ａ    チップ搭載面
３〜６    チップＬＥＤ
７    配線パターン
７ａ    チップ接続端子部
７ｂ    外部接続端子部
７ｃ    リード部
７ｄ    スペース
７ｅ    配線共用パターン
１１〜１４    保護回路素子
１５    駆動回路素子
１６    凸レンズ
１７    透明樹脂部
１８    筒体部
１８ａ    当接部
１９    カバー
３１    半導体モジュール
３２    メタル基板（放熱板）
４１    フレキシブル配線基板
４３    導電パターン
４４，４５，４６    透孔
【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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