(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一表面部分において、周囲を溝部で囲まれ、凸状に形成された発光面を有する発光素子と、
前記発光素子の一表面部分に、前記溝部で囲まれた前記発光面を覆うように形成された透光性を有するキャップ状樹脂と、
前記発光素子を搭載し、前記発光素子と電気的に接続されたリードフレームと、
前記リードフレームに搭載された前記発光素子を覆うように形成された透光性を有する外囲器と、
を備え、
前記発光素子は、一表面部分に形成された電流拡散層と、前記電流拡散層の下方に形成された発光層とを有し、
前記溝部は、前記発光層より深く形成されていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記溝部で囲まれた前記発光面は、前記溝部の外周領域より高さが低く形成されていることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記発光素子の一表面部分において、前記発光面上に電極が形成されており、この電極の表面上にボンディングワイヤが接続されることを特徴とする請求項１又は２記載の発光装置。
【請求項４】
前記発光素子の一表面部分において、前記発光面と、ボンディングワイヤを接続するワイヤ接続領域とが隣接するように配置されており、前記発光面上と前記ワイヤ接続領域上とに連続的に電極が形成されており、
前記電極が形成された領域を除いて、前記発光面の周囲と、前記発光面と前記ワイヤ接続領域との境界領域とに前記溝が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の発光装置。
【請求項５】
発光素子の一表面部分において、凸状の発光面を形成するように、この発光面の周囲に溝部を形成する工程と、
前記発光素子を、リードフレーム上に搭載し、前記発光素子と前記リードフレームとを電気的に接続する工程と、
前記発光素子の一表面部分において、前記溝部で囲まれた前記発光面を覆うように透光性を有するキャップ状樹脂を形成する工程と、
前記リードフレームに搭載された前記発光素子を覆うように、透光性を有する外囲器を形成する工程と、
を備え、
前記発光素子は、一表面部分に形成された電流拡散層と、前記電流拡散層の下方に形成された発光層とを有し、
前記溝部を形成する工程では、この溝部を前記発光層より深く形成することを特徴とする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、発光装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の発光装置で用いられている半導体発光素子の構成を、平面図としての図９、及び図９のＣ−Ｃ線に沿う縦断面を示す図１０とにより示す。この発光素子４１は図示されたような直方体または六面体形状を有し、半導体基板４１の表面部分に、発光層４３と、電流拡散層４４とを有し、下面側と上面側とにそれぞれ下部電極４５及び上部電極４６を有する。
【０００３】
そして、このような発光素子４１が、図１１に示されたように、リードフレーム３１上に搭載され、発光素子４１の上部電極４６とリードフレーム３１との間がボンディングワイヤ３２により接続され、さらに透光性を有する樹脂から成る外囲器３３により封止されている。
【０００４】
しかし、このような構成を有する発光装置には、温度変化により外囲器３３に膨張又は収縮が発生して応力が発光素子４１の活性層４３に作用し、光の出力特性が劣化するという問題があった。
【０００５】
また従来の装置には、図１２に示されたように、リードフレーム３１上に発光素子４１を搭載した状態で、発光素子４１をエンキャップ樹脂４７にて覆った後、外囲器３３で封止したものもあった。このようにエンキャップ樹脂４７により発光素子４１を覆っておくことにより、発光素子４１の活性層４３に作用する外囲器３３の応力が緩和されるので、発光素子４１の光出力の劣化がある程度抑制される。
【０００６】
しかし、平坦なリードフレーム３１上で、発光素子４１全体を覆うようにドーム形状のエンキャップ樹脂４７を形成することは困難であった。このため、エンキャップ樹脂４７が水平方向に流れて、発光素子４１のエッジ４９が露出し、この部分に外囲器３３に発生した膨張又は収縮応力が作用して特性劣化を招くことがあった。
【０００７】
また、リードフレーム３１の材料に銅が含まれている場合、あるいはリードフレーム３１に銅を用いて鍍金処理が施されている場合には、エンキャップ樹脂４７の内部に銅イオンが凄み出して、やはり発光素子４１の光出力特性の劣化を招くことがあった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来の発光装置には、発光素子に外囲器の温度変化による膨張又は収縮応力が作用して光出力特性が劣化し、また応力緩和のために発光素子をエンキャップ樹脂で覆う場合には、平坦なリードフレーム上でドーム形状のエンキャップ樹脂を形成することが困難であり、さらにリードフレームに含まれる銅がエンキャップ樹脂内部に滲み出して光出力特性を劣化させるという問題があった。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑み、光出力特性の劣化を防止することが可能な発光装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の発光装置は、一表面部分において、周囲を溝部で囲まれ、凸状に形成された発光面を有する発光素子と、前記発光素子の一表面部分に、前記溝部で囲まれた前記発光面を覆うように形成された透光性を有するキャップ状樹脂と、前記発光素子を搭載し、前記発光素子と電気的に接続されたリードフレームと、前記リードフレームに搭載された前記発光素子を覆うように形成された透光性を有する外囲器とを備え、前記発光素子は、一表面部分に形成された電流拡散層と、前記電流拡散層の下方に形成された発光層とを有し、前記溝部は、前記発光層より深く形成されていることを特徴とする。
【００１２】
前記溝部で囲まれた前記発光面は、前記溝部の外周領域より高さが低く形成されていてよい。
【００１４】
ここで前記発光素子の一表面部分において、前記発光面上に電極が形成されており、この電極の表面上にボンディングワイヤが接続されていてよい。
【００１５】
あるいは、前記発光素子の一表面部分において、前記発光面と、ボンディングワイヤを接続するワイヤ接続領域とが隣接するように配置されており、前記発光面上と前記ワイヤ接続領域上とに連続的に電極が形成されており、前記電極が形成された領域を除いて、前記発光面の周囲と、前記発光面と前記ワイヤ接続領域との境界領域とに前記溝が形成されていてもよい。
【００１６】
本発明の発光装置の製造方法は、発光素子の一表面部分において、凸状の発光面を形成するように、この発光面の周囲に溝部を形成する工程と、前記発光素子を、リードフレーム上に搭載し、前記発光素子と前記リードフレームとを電気的に接続する工程と、前記発光素子の一表面部分において、前記溝部で囲まれた前記発光面を覆うように透光性を有するキャップ状樹脂を形成する工程と、前記リードフレームに搭載された前記発光素子を覆うように、透光性を有する外囲器を形成する工程とを備え、前記発光素子は、一表面部分に形成された電流拡散層と、前記電流拡散層の下方に形成された発光層とを有し、前記溝部を形成する工程では、この溝部を前記発光層より深く形成することを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２３】
本発明の第１の実施の形態による発光装置は、平面図としての図１及び図１のＡ−Ａ線に沿う縦断面を示す図２に示されたように、発光素子１の発光面８を囲むようにその外周に溝部７を形成する。これにより、凸状の発光面８が形成される。
【００２４】
この凸状の発光面８には上部電極６が形成されており、この上部電極６にボンディングワイヤが接続され、図示されていないリードフレームとの間で電気的に接続される。
【００２５】
この状態で、図３に示されたように、凸状の発光面８を覆うように、ポッティング等を行ってエンキャップ樹脂９を形成する。さらに、図４に示されたように、リードフレーム３１に搭載された発光素子１、エンキャップ樹脂９、ボンディングワイヤ３２を覆うように、透光性を有する樹脂を成形して外囲器３３で封止する。
【００２６】
本実施の形態では、溝部７を形成したことにより、エンキャップ樹脂９を容易にドーム形状に形成することができる。よって、図１２に示された従来の装置のように、エンキャップ樹脂９が水平方向に流れて発光素子４１のエッジ４９が露出することがなく、外囲器３３に生じた温度変化による膨張又は収縮応力が発光面８まで作用することが防止される。
【００２７】
また、従来のように、図１２に示されたリードフレーム３１上に搭載された発光素子４１を覆うようにエンキャップ樹脂４７を形成すると、リードフレーム３１が平坦であるためエンキャップ樹脂４７が水平方向に流れて樹脂を無駄に消費することになる。しかし、本実施の形態では溝部７が存在することにより、樹脂が水平方向に流れることがなく、樹脂の量を削減することができる。
【００２８】
また、本実施の形態ではエンキャップ樹脂９が直接リードフレーム３１に接触しないことにより、リードフレーム３１に銅が含まれる場合であっても、銅イオンがエンキャップ樹脂９の内部に滲み出して発光素子１の光出力特性を劣化させることが防止できる。
【００２９】
ここで、溝部７を形成する際には、発光素子１の活性層３より深くすることにより、活性層３がエンキャップ樹脂９にて覆われた状態になる。このため、この後に発光素子１全体を覆うように外囲器３３を形成した際にも、外囲器３３を構成する樹脂の温度変化により膨張又は収縮応力が作用することをより緩和し、光出力特性が劣化することを確実に防止できる。
【００３０】
本発明の第２の実施の形態による発光装置について説明する。本実施の形態は、平面図としての図５及び図５のＢ−Ｂ線に沿う縦断面を示す図６に示されたように、溝部１７ａで囲まれた発光面１８の高さが、溝部１７ａの外周領域よりも低くなるように形成されている。
【００３１】
また、図５に示されたように、凸状の発光面１８に隣接した位置にワイヤ接続領域２０が配置されている。このワイヤ接続領域２０は、発光面１８上に形成された上部電極１６が延在していることにより、電気的に発光面１８と接続された状態にある。このワイヤ接続領域２０上の上部電極にボンディングワイヤが接続され、図示されていないリードフレームと電気的に接続される。
【００３２】
さらに本実施の形態では、凸状の発光面１８の周囲に溝部１７ａが形成され、発光面１８とワイヤ接続領域２０との境界領域に溝部１７ｂが形成されている。
【００３３】
そして、図７に示されたように、溝部１７ａで囲まれた凸状の発光面１８を埋め込むようにエンキャップ樹脂１９を注入する。ここで、溝部１７ｂが形成されていることにより、ワイヤ接続領域２０まで樹脂が流れ出ることが防止される。
【００３４】
図８に示されたように、リードフレーム３１に搭載された発光素子１１、エンキャップ樹脂１９、ボンディングワイヤ３２を覆うように、透光性を有する樹脂を成形して外囲器３３で封止する。
【００３５】
本実施の形態では、発光面１８が溝部１７ａの外周領域よりも低いことから、溝部１７ａのみならず凸状の発光面１８までがエンキャップ樹脂１９の液溜まりとして作用し、図示されたように周囲に流れ出すことなく確実に発光面１８を覆うことができる。
【００３６】
よって、従来の装置のように、エンキャップ樹脂が水平方向に流れて発光素子４１のエッジが露出することをより確実に防止し、外囲器３３に生じた応力が発光面１８における発光層１３に作用することが防止され、またエンキャップ樹脂の量も削減できる。
【００３７】
また、上記第１の実施の形態と同様に、エンキャップ樹脂１９が直接リードフレーム３１に接触しないことにより、リードフレーム３１に銅が含まれる場合であっても銅イオンがエンキャップ樹脂１９の内部に滲み出して発光素子１の光出力特性を劣化させることを防止することができる。
【００３８】
上述した実施の形態はいずれも一例であり、本発明を限定するものではない。例えば、上記第１の実施の形態では、図１に示されたように凸状の発光面８上に上部電極６が形成され、この部分にボンディングワイヤ３２が接続される。そして、凸状の発光面８の高さは、図２に示されたように溝部７の外周領域と同じ高さである。
【００３９】
しかし、図１のＡ−Ａ線に沿う縦断面が図６に示されるように、凸状の発光面の高さが溝部の外周領域より低く形成されていてもよい。
【００４０】
また、上記第２の実施の形態では、図５に示されたように凸状の発光面１８上の上部電極１６にボンディングワイヤ３２を直接接続するのでなく、発光面１に隣接して設けられたワイヤ接続領域２０上に上部電極１６が延在しており、この面上にボンディングワイヤ３２が接続される。この場合のＢ−Ｂ線に沿う縦断面は、図２に示されるように、凸状の発光面の高さが溝部の外周領域と同じ高さであってもよい。
【００４１】
さらには、上記第２の実施の形態において、溝部１７ａで囲まれた凸状の発光面１６を覆うようにエンキャップ樹脂１９を注入している。しかし、エンキャップ樹脂１９を注入することなく、その後発光素子１１全体を覆うように透光性を有する樹脂を射出成形して外囲器を形成することにより、凸状の発光面１６の周囲を空洞状態にしてもよい。この場合、より粘性の高い樹脂を用いて外囲器を形成することにより、空洞化が実現される。この空洞の存在により、外囲器の熱膨張又は収縮による応力が発光面１６に作用することが緩和され、光出力特性の劣化が防止される。このようにすることで、エンキャップ樹脂も不要となり、よりコスト低減が実現される。
【００４２】
外囲器の材料としては、比較的硬度が高いエポキシ樹脂等を用いてもよい。一方、エンキャップ樹脂の材料としては、例えばシリコン樹脂のように、比較的硬度が低く弾力性を有する材料を採用することで、発光層に応力が作用することをより有効に緩和することができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の発光素子及びその製造方法によれば、発光素子の表面部分において、発光面を囲むように溝部を形成し、発光面を覆うようにキャップ状樹脂を形成したことにより、キャップ状樹脂を容易にドーム形状に形成することができるので、発光素子のエッジが露出することがなく応力の作用を防止することができると共に、樹脂の量を削減することが可能であり、またキャップ状樹脂が直接リードフレームに接触しないため、リードフレームに銅が含まれる場合であっても銅イオンがキャップ状樹脂の内部に滲み出して発光素子の光出力特性を劣化させることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による発光装置における発光素子を示した平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う縦断面を示した断面図。
【図３】図２に示された発光素子にエンキャップ樹脂が形成された状態を示した断面図。
【図４】同第１の実施の形態による発光装置の縦断面を示した断面図。
【図５】本発明の第２の実施の形態による発光装置における発光素子を示した平面図。
【図６】図５のＢ−Ｂ線に沿う縦断面を示した断面図。
【図７】図６に示された発光素子にエンキャップ樹脂が形成された状態を示した断面図。
【図８】同第２の実施の形態による発光装置の縦断面を示した断面図。
【図９】従来の発光装置における発光素子を示した平面図。
【図１０】図９のＣ−Ｃ線に沿う縦断面を示した断面図。
【図１１】図１０に示された発光素子にエンキャップ樹脂が形成された一例を示した断面図。
【図１２】図１０に示された発光素子にエンキャップ樹脂が形成された他の例を示した断面図。
【符号の説明】
１、１１  発光素子
２、１２  半導体基板
３、１３  活性層
４、１４  電流拡散層
５、１５  下部電極
６、１６  上部電極
７、１７ａ、１７ｂ  溝部
８、１８  発光面
９、１９  エンキャップ樹脂
３１  リードフレーム
３２  ボンディングワイヤ
３３  外囲器
【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】
0004149677.tif 000008
【図８】
0004149677.tif 000009
【図９】
0004149677.tif 000010
【図１０】
0004149677.tif 000011
【図１１】
0004149677.tif 000012
【図１２】
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