(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の表面に形成されたダイボンディング電極およびワイヤボンディング電極と、
前記ダイボンディング電極にダイボンディングされた半導体素子チップと、
前記半導体素子チップと前記ワイヤボンディング電極とを電気的に接続するワイヤと、
前記基板の裏面に形成された第１および第２面実装用電極と、
前記基板を貫通する第１スルーホールと、
前記基板を貫通する第２スルーホールと、
前記第１スルーホール内に形成され、前記ダイボンディング電極と前記第１面実装用電極とを電気的に接続する第１接続電極と、
前記第２スルーホール内に形成され、前記ワイヤボンディング電極と前記第２面実装用電極とを電気的に接続する第２接続電極とを備え、
前記ダイボンディング電極、前記第１面実装用電極および前記第１スルーホールのそれぞれの中心を一致させるとともに、
前記ダイボンディング電極の大きさを前記半導体素子チップよりも大きくし、かつ前記ダイボンディング電極の形状を前記半導体素子チップの底面の形状の相似形としたことを特徴とする、面実装型半導体装置。
【請求項２】
前記ワイヤボンディング電極、前記第２面実装用電極および前記第２スルーホールの各中心を一致させたことを特徴とする、請求項１記載の面実装型半導体装置。
【請求項３】
前記第１スルーホールは、両側のそれぞれの開口端部が前記ダイボンディング電極および前記第１面実装用電極のそれぞれの面内に配置されたことを特徴とする、請求項１または２記載の面実装用半導体装置。
【請求項４】
前記第２スルーホールは、両側のそれぞれの開口端部が前記ワイヤボンディング電極および前記第２面実装用電極のそれぞれの面内に配置されたことを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の面実装用半導体装置。
【請求項５】
前記ダイボンディング電極の形状が正方形であることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の面実装用半導体装置。
【請求項６】
前記半導体素子チップの底面の形状が正方形であることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の面実装用半導体装置。
【請求項７】
前記半導体素子チップは、発光素子チップであることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれかに記載の面実装用半導体装置。
【請求項８】
前記半導体素子チップが透光性樹脂からなる被覆部によって封止されたことを特徴とする、請求項１ないし７のいずれかに記載の面実装型半導体装置。
【請求項９】
前記基板はＢＴレジンまたはガラスエポキシからなることを特徴とする、請求項１ないし８のいずれかに記載の面実装型半導体装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の面実装型半導体装置を照明として使用したことを特徴とする、携帯用電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、面実装型半導体装置に関し、特にたとえば発光ダイオードやトランジスタ等が含む基板の表面に形成されたダイボンディング電極およびワイヤボンディング電極と、裏面に形成された第１および第２面実装用電極とが、互いに対応するものどうしがスルーホール内に形成された接続電極によって電気的に接続された、面実装型半導体装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来の面実装型半導体発光装置の一例を図３および図４に示す。この面実装型半導体発光装置（以下、単に「発光装置」と言う。）１は、基板２を含み、基板２の各端部２ａおよび２ｂには、一対の電極３および４が形成されている。電極３および４は、それぞれ端子部３ａおよび４ａを含み、各端子部３ａおよび４ａの幅方向中央部には、ワイヤボンディング電極３ｂおよび引出し部４ｂが形成されている。そして、引出し部４ｂの先端にはダイボンディング電極４ｃが形成されている。
【０００３】
そして、ダイボンディング電極４ｃには、半導体発光素子チップ（以下、「ＬＥＤチップ」と言う。）６がダイボンディングされて、その底面電極が電極４と電気的に接続されている。そして、ＬＥＤチップ６の上面電極と電極３のワイヤボンディング電極３ｂとがワイヤ５を介して電気的に接続されている。さらに、ワイヤボンディング電極３ｂ，引出し部４ｂ，ダイボンディング電極４ｃ，ワイヤ５およびＬＥＤチップ６等が、透光性の合成樹脂からなる被覆部７により封止されている。
【０００４】
このような発光装置１は、端子部３ａおよび４ａのそれぞれの側面部３ｅおよび４ｅと、回路基板８の配線パターン８ａおよび８ｂのそれぞれとが半田９ａおよび９ｂにより電気的に接続される。なお、それぞれの端子部３ａおよび４ａは、基板２の表面に形成された表面部３ｄ，４ｄ，基板２の側面に形成された側面部３ｅ，４ｅ，および基板２の裏面に形成された裏面部３ｆ，４ｆからなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図４に示すように、従来の発光装置１では、基板２の各端部２ａ，２ｂが、被覆部７の各側面よりも外側に突出して形成されているので、この各端部２ａ，２ｂの突出量分Ｌ１，Ｌ２が発光装置１の横幅を広くしている一因となっている。そして、端子部３ａ，４ａのそれぞれの側面部３ｅ，４ｅと、回路基板８の配線パターン８ａ，８ｂのそれぞれとが半田９ａ，９ｂによって電気的に接続されるので、この半田９ａ，９ｂのスペースＬ３，Ｌ４が回路基板８上に必要とされる。このように、従来の発光装置１では、横幅がＬ１，Ｌ２だけ広くなっており、しかも回路基板８上に半田９ａ，９ｂのスペースＬ３，Ｌ４を必要とするので、回路基板８に実装される発光装置１等の実装密度を上げるための妨げとなっている。
【０００６】
それゆえに、この発明の主たる目的は、面実装型半導体装置の横幅を狭くするとともに、回路基板上に半田のためのスペースを必要としない、面実装型半導体装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、基板と、基板の表面に形成されたダイボンディング電極およびワイヤボンディング電極と、ダイボンディング電極にダイボンディングされた半導体素子チップと、半導体素子チップとワイヤボンディング電極とを電気的に接続するワイヤと、基板の裏面に形成された第１および第２面実装用電極と、基板を貫通する第１スルーホールと、基板を貫通する第２スルーホールと、第１スルーホール内に形成され、ダイボンディング電極と第１面実装用電極とを電気的に接続する第１接続電極と、第２スルーホール内に形成され、ワイヤボンディング電極と第２面実装用電極とを電気的に接続する第２接続電極とを備え、ダイボンディング電極、第１面実装用電極および第１スルーホールのそれぞれの中心を一致させるとともに、ダイボンディング電極の大きさを半導体素子チップよりも大きくし、かつダイボンディング電極の形状を半導体素子チップの底面の形状の相似形としたことを特徴とする、面実装型半導体装置である。
【０００８】
【作用】
この発明の一実施例によると、第１スルーホールの両側のそれぞれの開口端部がダイボンディング電極および第１面実装用電極のそれぞれの面内に配置されており、第１スルーホール内に形成された第１接続電極によってダイボンディング電極と第１面実装用電極とが電気的に接続されている。これによって、ダイボンディング電極を基板上に形成するためのスペースと、ダイボンディング電極と第１面実装用電極とを電気的に接続するためのスペースとを共用することができる。したがって、ダイボンディング電極を形成するためのスペース以外に、ダイボンディング電極と第１面実装用電極とを接続するためのスペース（図４に示す端部２ｂに相当するスペースＬ２）を別個に確保する必要がなく、その分だけ基板の面方向の寸法を小さくすることができる。
【０００９】
そして、第２スルーホールの両側のそれぞれの開口端部がワイヤボンディング電極および第２面実装用電極のそれぞれの面内に配置されており、第２スルーホール内に形成された第２接続電極によってワイヤボンディング電極と第２面実装用電極とが電気的に接続されている。これによって、ワイヤボンディング電極を基板上に形成するためのスペースと、ワイヤボンディング電極と第２面実装用電極とを電気的に接続するためのスペースとを共用することができる。したがって、ワイヤボンディング電極を形成するためのスペース以外に、ワイヤボンディング電極と第２面実装用電極とを接続するためのスペース（図４に示す端部２ａに相当するスペースＬ１）を別個に確保する必要がなく、その分だけ基板の面方向の寸法を小さくすることができる。
【００１０】
また、基板の裏面に形成された第１および第２面実装用電極が回路基板に形成された配線パターンに電気的に接続されるので、この面実装型半導体装置を実装するためのスペース以外に、図４に示す半田９ｂ，９ａのスペースＬ４，Ｌ３を回路基板上に確保する必要がない。
【００１１】
【発明の効果】
この発明によれば、図４に示す従来の発光装置１の端部２ａ，２ｂに相当するスペースＬ１，Ｌ２だけ基板の面方向の寸法を短くすることができるし、回路基板上において半田９ａ，９ｂのスペースＬ３，Ｌ４を不用とすることができる。したがって、回路基板に実装される面実装型半導体装置の実装密度を従来よりも上げることができる。
【００１２】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【００１３】
【実施例】
図１および図２に示すこの実施例の面実装型半導体発光装置（以下、単に「発光装置」と言う。）１０は、携帯電話機やＰＨＳ等のような携帯用電子機器の照明等に適したものであり、絶縁性の基板１２を含む。基板１２は、ガラスクロスなどに耐熱性のＢＴ樹脂を含浸させたＢＴレジン，ガラスエポキシ等からなり、そのサイズ（奥行き×横幅×厚み）は、近年の小型化の要請に応じて、たとえば１．２５ｍｍ×２．０ｍｍ×０．８ｍｍ、または０．８ｍｍ×１．６ｍｍ×０．８ｍｍ程度と小さく設定されている。この発光装置１０は、１０ｃｍ×５ｃｍ程度の大きさの基板母材に多数の発光素子チップ（以下、「ＬＥＤチップ」と言う。）等を奥行き方向と横幅方向とにマトリクス状に設け、この基板母材を切断することにより得られる。
【００１４】
基板１２には、互いに間隔を隔ててこの基板１２を貫通する一対の第１スルーホール１４および第２スルーホール１６が形成されている。この第１および第２スルーホール１４，１６のそれぞれの基板１２の表面で開口する表面側開口端部１４ａ，１６ａは、基板１２の表面に形成されているダイボンディング電極１８およびワイヤボンディング電極２０のそれぞれの面内に配置されており、それぞれの対応する電極１８，２０によって覆われている。そして、各スルーホール１４，１６のそれぞれの表面側開口端部１４ａ，１６ａは、各電極１８，２０のそれぞれの中央に位置している。また、第１および第２スルーホール１４，１６のそれぞれの基板１２の裏面で開口する裏面側開口端部１４ｂ，１６ｂは、基板１２の裏面に形成されている第１面実装用電極２２および第２面実装用電極２４のそれぞれの面内に配置されており、それぞれの対応する電極２２，２４によって覆われている。そして、各スルーホール１４，１６のそれぞれの裏面側開口端部１４ｂ，１６ｂも、第１および第２面実装用電極２２，２４のそれぞれの中央に位置している。
【００１５】
また、第１および第２スルーホール１４，１６のそれぞれの内周面には、第１接続電極２６および第２接続電極２８が形成されている。この第１接続電極２６は、ダイボンディング電極１８と第１面実装用電極２２とを電気的に接続している。そして、第２接続電極２８は、ワイヤボンディング電極２０と第２面実装用電極２４とを電気的に接続している。
【００１６】
ダイボンディング電極１８の上面には、上面発光型のＬＥＤチップ３０が載置されてダイボンディングされている。このＬＥＤチップ３０は、その底面電極とダイボンディング電極１８とが電気的に接続されている。また、ＬＥＤチップ３０の表面電極３０ａとワイヤボンディング電極２０とが金線等のワイヤ３２でワイヤボンディングされている。そして、基板１２の上面全体には、透光性の合成樹脂（たとえばエポキシ樹脂）からなる被覆部３４が装着され、この被覆部３４によってＬＥＤチップ３０，ワイヤ３２，ダイボンディング電極１８およびワイヤボンディング電極２０が密封され、この被覆部３４を通して、主として上面から、光が発光される。
【００１７】
また、図１（Ｂ）に示すように、ＬＥＤチップ３０、ダイボンディング電極１８およびワイヤボンディング電極２０のそれぞれの平面形状は、略正方形である。そして、ダイボンディング電極１８の平面形状は、ＬＥＤチップ３０およびワイヤボンディング電極２０の平面形状よりも少し大きく形成されている。そして、図２に示すように、第１および第２面実装用電極２２，２４の平面形状は、略正方形であり、ダイボンディング電極１８と同じ大きさである。そして、基板１２の平面形状は矩形である。この基板１２の横幅方向と平行する基板１２の中心線３６上に第１および第２スルーホール１４，１６のそれぞれの中心が位置している。また、平面方向から見て、第１スルーホール１４の中心にダイボンディング電極１８，第１面実装用電極２２およびＬＥＤチップ３０のそれぞれの中心が位置するようにそれぞれが配置されている。さらに、第２スルーホール１６の中心にワイヤボンディング電極２０および第２面実装用電極２４のそれぞれの中心が位置するようにそれぞれが配置されている。そして、これら基板１２，ＬＥＤチップ３０，ダイボンディング電極１８，ワイヤボンディング電極２０，ならびに第１および第２面実装用電極２２，２４は、それぞれを平面方向から見て各辺の対応するものどうしが互いに平行する状態で配置されている。
【００１８】
ここで、図１（Ｂ）に示すように、ダイボンディング電極１８の一辺の長さＭ１をＬＥＤチップ３０の一辺の長さＭ２よりも大きくしているが、このように大きくしているのは、ＬＥＤチップ３０のボンディング位置が多少ずれてもＬＥＤチップ３０をダイボンディング電極１８上に確実にボンディングできるようにするともに、両者を接着する導電性接着剤が基板１２上に流れ落ちないようにするための余裕分であり、最低必要とされる余裕分だけ大きくしている。そして、基板１２の左右の各側面１２ａ，１２ｂと、これら各側面１２ａ，１２ｂと隣合うダイボンディング電極１８およびワイヤボンディング電極２０の各側縁との間隔Ｎ１，Ｎ２は、基板母材を切断して基板１２を形成するときの切断位置のばらつきを許容するための余裕分であり、最低必要とされる間隔としている。
【００１９】
図１に示す発光装置１０によると、ダイボンディング電極１８の上面にＬＥＤチップ３０がボンディングされていて、ダイボンディング電極１８および第１面実装用電極２２のそれぞれの面内に第１スルーホール１４のそれぞれの表面側開口端部１４ａおよび裏面側開口端部１４ｂが位置している。さらに、ダイボンディング電極１８と第１面実装用電極２２とが、第１スルーホール１４内に形成された第１接続電極２６によって電気的に接続されている。したがって、ダイボンディング電極１８を基板１２上に形成するためのスペースと、ダイボンディング電極１８と第１面実装用電極２２とを電気的に接続するためのスペースとを共用することができる。
【００２０】
よって、ダイボンディング電極１８を形成するためのスペース以外に、ダイボンディング電極１８と第１面実装用電極２２とを電気的に接続するためのスペース（図４に示す端部２ｂに相当するスペースＬ２）を別個に確保する必要がなく、その分だけ基板１２の面方向（横幅方向）の寸法を小さくすることができる。さらに、基板１２の裏面に形成された第１面実装用電極２２が回路基板３８に形成された配線パターン４０ａに半田４２ａを介して電気的に接続されるので、発光装置１０を実装するためのスペース以外に、図４に示す半田９ｂのスペースＬ４を回路基板３８上に確保する必要がない。
【００２１】
そして、ワイヤ３２の一端が電気的に接続されたワイヤボンディング電極２０および第２面実装用電極２４のそれぞれの面内に第２スルーホール１６のそれぞれの表面側開口端部１６ａおよび裏面側開口端部１６ｂが位置している。さらに、ワイヤボンディング電極２０と第２面実装用電極２４とが、第２スルーホール１６内に形成された第２接続電極２８によって電気的に接続されている。これによって、ワイヤボンディング電極２０を基板１２上に形成するためのスペースと、ワイヤボンディング電極２０と第２面実装用電極２４とを電気的に接続するためのスペースとを共用することができる。
【００２２】
よって、ワイヤボンディング電極２０を形成するためのスペース以外に、ワイヤボンディング電極２０と第２面実装用電極２４とを電気的に接続するためのスペース（図４に示す端部２ａに相当するスペースＬ１）を別個に確保する必要がなく、その分だけ基板１２の面方向（横幅方向）の寸法を小さくすることができる。そして、この第２面実装用電極２４が回路基板３８に形成された配線パターン４０ｂに半田４２ｂを介して電気的に接続されるので、図４に示す半田９ａのスペースＬ３を不用にすることができる。
【００２３】
また、ＬＥＤチップ３０がボンディングされたダイボンディング電極１８の形状を、ＬＥＤチップ３０の底面の形状よりも大きくし、かつ底面の形状の相似形にすることにより、ダイボンディング電極１８上にＬＥＤチップ３０をボンディングするときの位置ずれを許容するための余裕分をダイボンディング電極１８の全周に亘って一定にすることができる。よって、ダイボンディング電極１８を最低必要とされる余裕分だけ大きくすることができるので、ダイボンディング電極１８を比較的小さくすることができる。
【００２４】
このように、図４に示す従来の発光装置１の端部２ａ，２ｂに相当するスペースＬ１，Ｌ２だけ基板１２の面方向（横幅方向）の寸法を短くすることができるし、しかも回路基板３８上において図４に示す半田９ａ，９ｂのスペースＬ３，Ｌ４を不用とすることができる。したがって、回路基板３８に実装される発光装置１０等の実装密度を従来よりも上げることができる。
【００２５】
これにより、回路基板３８上に多数の発光装置１０を実装した場合、回路基板３８の上面の面積当たりの各ＬＥＤチップ３０が発生する光の強さを従来よりも大きくすることができるし、基板１２の上面の面積当たりの光の強さを従来よりも大きくすることができる。
【００２６】
そして、図１に示すように、ＬＥＤチップ３０およびダイボンディング電極１８の各中心を互いに一致させたことにより、ＬＥＤチップ３０のダイボンディング電極１８に対するボンディングの位置ずれの許容範囲を大きくすることができる。そして、ダイボンディング電極１８，第１面実装用電極２２および第１スルーホール１４のそれぞれの中心を一致させたことにより、第１スルーホール１４に対してダイボンディング電極１８および第１面実装用電極２２を形成するときの位置ずれによるそれぞれの許容範囲を大きくすることができる。同様に、ワイヤボンディング電極２０，第２面実装用電極２４および第２スルーホール１６のそれぞれの中心を一致させたことにより、第２スルーホール１６に対してワイヤボンディング電極２０および第２面実装用電極２４を形成するときの位置ずれによるそれぞれの許容範囲を大きくすることができる。
【００２７】
ただし、上記実施例では、ＬＥＤチップ３０，ダイボンディング電極１８，第１面実装用電極２２および第１スルーホール１４のそれぞれの中心を一致させたが、それぞれの中心を一致させなくてもよい。ただし、この場合でも、第１スルーホール１４の表面側開口端部１４ａおよび裏面側開口端部１４ｂのそれぞれをダイボンディング電極１８および第１面実装用電極２２のそれぞれの面内に配置する。そして、ワイヤボンディング電極２０，第２面実装用電極２４および第２スルーホール１６のそれぞれの中心を一致させたが、それぞれの中心を一致させなくてもよい。この場合でも同様に、第２スルーホール１６の表面側開口端部１６ａおよび裏面側開口端部１６ｂのそれぞれをワイヤボンディング電極２０および第２面実装用電極２４のそれぞれの面内に配置する。
【００２８】
そして、上記実施例では、ＬＥＤチップ３０の底面の形状を略正方形としたので、ダイボンディング電極１８の形状を略正方形としたが、ＬＥＤチップ３０の底面の形状がたとえば矩形であるときは、ダイボンディング電極１８をそれよりも少し大きいその形状の相似形とするとよい。
【００２９】
また、上記実施例では、ダイボンディング電極１８の形状をＬＥＤチップ３０の底面の形状の相似形としたが、相似形としなくてもよい。要は、ＬＥＤチップ３０をダイボンディング電極１８上にボンディングできる大きさと形状であればよい。
【００３０】
さらに、上記実施例では、ＬＥＤチップ３０を使用する発光装置にこの発明を適用したが、これ以外のたとえば半導体レーザ等を使用する発光装置にこの発明を適用することができるし、トランジスタ等の他の面実装型半導体装置にもこの発明を適用することができる。
【００３１】
そして、上記実施例では、図１に示すように、ダイボンディング電極１８，ワイヤボンディング電極２０，ならびに第１および第２面実装用電極２２，２４が、第１および第２スルーホール１４，１６のそれぞれと対応する表面側開口端部１４ａ，１６ａおよび裏面側開口端部１４ｂ，１６ｂを覆うように形成されているが、これに代えて、ダイボンディング電極１８，ワイヤボンディング電極２０，ならびに第１および第２面実装用電極２２，２４のそれぞれの中央に貫通孔を形成し、それぞれの貫通孔がそれぞれと対応する第１および第２スルーホール１４，１６の表面側開口端部１４ａ，１６ａおよび裏面側開口端部１４ｂ，１６ｂと連通するようにしてもよい。なお、それぞれの貫通孔の直径は、第１および第２スルーホール１４，１６のそれぞれ内面に形成されている第１および第２接続電極２６，２８の内径と同一とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）はこの発明の一実施例に係る発光装置が配線基板上に実装されている状態を示す縦断面図、（Ｂ）は図１（Ａ）実施例の発光装置を示す平面図である。
【図２】図１（Ａ）実施例の発光装置を示す底面図である。
【図３】従来の発光装置が配線基板上に実装されている状態を示す斜視図である。
【図４】従来の発光装置が配線基板上に実装されている状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０  …発光装置
１２  …基板
１４  …第１スルーホール
１４ａ，１６ａ  …表面側開口端部
１４ｂ，１６ｂ  …裏面側開口端部
１６  …第２スルーホール
１８  …ダイボンディング電極
２０  …ワイヤボンディング電極
２２  …第１面実装用電極
２４  …第２面実装用電極
２６  …第１接続電極
２８  …第２接続電極
３０  …ＬＥＤチップ
３２  …ワイヤ
３４  …被覆部
３８  …回路基板
４０ａ，４０ｂ  …配線パターン
【図１】
0004959071.tif 000002
【図２】
0004959071.tif 000003
【図３】
0004959071.tif 000004
【図４】
0004959071.tif 000005