(57)【要約】【課題】  薄型化した半導体発光装置を提供する。【解決手段】  半導体発光素子６と、貫通孔２が設けられた基板１とを有し、貫通孔２内には、半導体発光素子６を支持する導電性支持材５が基板１の底面側に設けられ、基板１の上面と側面には、第１の電極パターン３および第２の電極パターン４が配設されている。また、貫通孔２の内壁には、第１の電極パターン３と連続している導電パターン１０が形成され、導電性支持材５が導電パターン１０と接触するように形成されることで、半導体発光素子６の第１の電極６ａと第１の電極パターン３は電気的に接続され、半導体発光素子６の第２の電極６ｂと第２の電極パターン４は、導電ワイヤ１５を介して電気的に接続されている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光素子と、貫通孔が設けられた基板とを有し、前記貫通孔内には、前記半導体発光素子を支持する支持材が前記基板の底面側に設けられ、前記半導体発光素子は、前記貫通孔内に前記支持材により支持されて配置され、前記基板の上面と側面には、第１の電極パターンおよび第２の電極パターンが配設され、前記貫通孔内と前記基板上を封止樹脂が覆っていることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体発光装置において、前記半導体発光素子は、底面に第１の電極、底面とは反対側の上面に第２の電極を有し、前記貫通孔の内壁には、前記第１の電極パターンと連続している導電パターンが形成され、前記支持材は、導電性を有し、前記導電パターンと接触するように形成され、前記第１の電極と前記第１の電極パターンは、前記支持材と導電パターンを介して電気的に接続され、前記第２の電極と前記第２の電極パターンは、導電ワイヤを介して電気的に接続されていることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項３】
請求項１記載の半導体発光装置において、前記半導体発光素子は、上面に第１の電極および第２の電極を有し、前記第１の電極と前記第１の電極パターン、および、前記第２の電極と前記第２の電極パターンは、それぞれ導電ワイヤを介して電気的に接続されていることを特徴とする半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、薄型チップＬＥＤが示されている。図１は従来の薄型チップＬＥＤを示す図である。図１を参照すると、この薄型チップＬＥＤは、基板１に貫通した開口２が設けられ、また、基板１には、上面から側面を介し底面にわたって第１および第２の電極パターン５３，５４が形成されており、また、基板１の裏面には、金属薄膜５５が添設され、第１の電極パターン５３は、金属薄膜５５まで延設するように形成されている。開口２内において金属薄膜５５上にはＡｇペーストなどの導電性接着剤５を介して発光ダイオード素子（ＬＥＤ素子）６の底面（一方の電極）が載置され、また、第２の電極パターン５４と発光ダイオード素子（ＬＥＤ素子）６の他方の電極とがボンディングワイヤ（金線）７によって電気的に接続された状態で、基板１上を封止樹脂８が覆っている。
【０００３】
なお、このような薄型チップＬＥＤは、例えばはんだパット１７上にはんだ１８により取り付けられる。
【特許文献１】特開平７−２３５６９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような従来の薄型チップＬＥＤに対し、当業者間にはさらなる薄型化が望まれている。
【０００５】
本発明は、従来よりもさらに薄型化した半導体発光装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、半導体発光素子と、貫通孔が設けられた基板とを有し、前記貫通孔内には、前記半導体発光素子を支持する支持材が前記基板の底面側に設けられ、前記半導体発光素子は、前記貫通孔内に前記支持材により支持されて配置され、前記基板の上面と側面には、第１の電極パターンおよび第２の電極パターンが配設され、前記貫通孔内と前記基板上を封止樹脂が覆っていることを特徴としている。
【０００７】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の半導体発光装置において、前記半導体発光素子は、底面に第１の電極、底面とは反対側の上面に第２の電極を有し、前記貫通孔の内壁には、前記第１の電極パターンと連続している導電パターンが形成され、前記支持材は、導電性を有し、前記導電パターンと接触するように形成され、前記第１の電極と前記第１の電極パターンは、前記支持材と導電パターンを介して電気的に接続され、前記第２の電極と前記第２の電極パターンは、導電ワイヤを介して電気的に接続されていることを特徴としている。
【０００８】
また、請求項３記載の発明は、請求項１記載の半導体発光装置において、前記半導体発光素子は、上面に第１の電極および第２の電極を有し、前記第１の電極と前記第１の電極パターン、および、前記第２の電極と前記第２の電極パターンは、それぞれ導電ワイヤを介して電気的に接続されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１乃至請求項３記載の発明によれば、半導体発光素子と、貫通孔が設けられた基板とを有し、前記貫通孔内には、前記半導体発光素子を支持する支持材が前記基板の底面側に設けられ、前記半導体発光素子は、前記貫通孔内に前記支持材により支持されて配置され、前記基板の上面と側面には、第１の電極パターンおよび第２の電極パターンが配設され、前記貫通孔内と前記基板上を封止樹脂が覆っているので、基板の底面に電極パターンを設ける必要がない構成（基板の底面に電極パターンを設けて半導体発光素子を支持する必要がない構成）をとることができ、基板の底面に電極パターンを設けない分、従来よりもさらに薄型化することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図２は本発明の半導体発光装置の構成例を示す図である。なお、図２において、図１と対応する箇所には同じ符号を付している。図２を参照すると、この半導体発光装置（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）等）は、ガラスエポキシ基板などの基板１に貫通した開口（貫通孔）２が設けられ、基板１の開口２内には、半導体発光素子（例えば、ＬＥＤ素子）６を支持する支持材５が設けられ、半導体発光素子６は、基板１の開口２内に支持材５によって支持されて配置されている。
【００１２】
なお、図２の例では、半導体発光素子６は、底面に第１の電極６ａを有し、底面とは反対側の上面に第２の電極６ｂを有する形式のものであり、前記支持材５は、導電性のもの（例えば、Ａｇペーストなどの樹脂中に導電性粒子を分散させた導電性接着剤）であって、前記基板１の開口２内の前記基板１の底面側に設けられ、半導体発光素子６の底面が載置されるようになっている。また、前記基板１の底面とは反対側の上面には（図２の例では、基板１の上面から側面にわたって）、第１の電極パターン３と、第２の電極パターン４とが形成され、前記第１の電極パターン３と前記支持材５とは、開口２の内壁に形成された導電パターン１０を介して電気的に接続され、前記支持材５に前記半導体発光素子６の底面が載置されることで、前記半導体発光素子６の第１の電極６ａと第１の電極パターン３との電気的接続が図られ、また、前記半導体発光素子６の第２の電極６ｂは、第２の電極パターン４に金線などの導電ワイヤ１５によって電気的に接続されている。そして、上記の状態で、前記基板１の開口２内も含めて前記基板１上を封止樹脂１２が覆っている。なお、封止樹脂１２には、透明な樹脂が用いられる。具体的に、封止樹脂１２には、例えばエポキシ樹脂等を用いることができる。
【００１３】
図２の半導体発光装置は、基板１の底面が半導体発光装置における最底面を構成している。第１の電極パターン３と第２の電極パターン４は、基板１の上面から側面に延設されており、前記基板１の底面までは延在していない。
【００１４】
また、図２の半導体発光装置は、実装基板上のはんだパット１７に実装されて使用される場合において、第１の電極パターン３と第２の電極パターン４のうち基板１の側面に形成された部分が接続端子３ａ、４ａとして用いられ、はんだ１８を介してはんだパット１７と電気的に接続される。
【００１５】
図２の半導体発光装置では、上記のように、第１の電極パターン３と支持材５とは、開口２の内壁に形成された導電パターン１０を介して電気的に接続され、前記支持材５に前記半導体発光素子６の底面が載置されることで、前記半導体発光素子６の第１の電極６ａと第１の電極パターン３との電気的接続が図られるようになっている。
【００１６】
また、図２の半導体発光装置では、具体的には、全体の厚さｈを約０．２０〜０．２５ｍｍにすることができる。
【００１７】
ここで、図１に示した従来例と類似した半導体発光装置を図２の半導体発光装置と同様の構成部材で作製したものを比較例の半導体発光装置とし、比較例の半導体発光装置を回路基板上へはんだを介して取り付けた状態の例を図８に示す。図８において、図１および図２と対応する箇所には同じ符号を付している。比較例の半導体発光装置においては、電極パターン５３、５４は、基板１の底面まで延設している。また、比較例の半導体発光装置は、底面に設けられた電極パターン５３、５４が実装基板上のはんだパット１７上にはんだ１８を介して配置されている。
【００１８】
比較例の半導体発光装置では、全体の厚さｈは約０．３ｍｍとなっている。つまり、図２の半導体発光装置は、基板１の底面に電極パターンを設けない分、すなわち、図８の電極パターンの厚さｄ（約５０μｍ）の分だけ、薄型化することができる。
【００１９】
なお、図１に示した従来例では、基板１の底面に形成された電極パターンは、半導体発光素子６を支持固定する機能も有している。図２の半導体発光装置では、基板１の底面に電極パターンが設けられていないが、半導体発光素子６は、最終的には封止樹脂１２によって確実に固定することができる。
【００２０】
さらに、実装基板等に実装される場合において、図２の半導体発光装置では、実装基板上のはんだパット１７上に半導体発光装置の底面が配置されるのに対し、比較例の半導体発光装置は、図８に示すように実装基板上のはんだパット１７上にはんだ１８を介して半導体発光装置の底面である電極パターンが配置されている。そのため、図２に示す本発明の半導体発光装置は、比較例の半導体発光装置より、半導体発光装置の下にはんだが介在しない分、実装高さを低くすることができる。つまり、図２の半導体発光装置を実装基板等へ実装して作製する発光装置を薄型化することができる。
【００２１】
図３は図２の半導体発光装置の製造工程例を示す図である。図３を参照すると、半導体発光素子６を収める開口（図３の例では、貫通孔）２と第１の電極パターン３，第２の電極パターン４，導電パターン１０とが設けられた基板１を用意する（図３（ａ））。
次いで、貫通孔２の底面側を補助治具３０で塞ぐ（図３（ｂ））。この補助治具３０には、少なくとも貫通孔に対応する部分に、ポリテトラフルオロエチレン等による表面処理を施したものを用いることが好ましい。後述する後工程の補助治具３０の除去工程を容易とすることができるためである。
次いで、基板１の貫通孔２内に導電性接着剤からなる支持材５を添加する（図３（ｃ））。このとき、導電性接着剤からなる支持材５が導電パターン１０と接触して、導電性接着剤からなる支持材５と第１の電極パターン３とは、導電パターン１０を介して電気的に接続される。支持材５は、少なくとも一時的に半導体発光素子を支持する役割を有し、導電パターン１０と接触して半導体発光素子の第１の電極と第１の電極パターン３との電気的接続を得る役割をも有している。半導体発光素子は、封止樹脂１２の形成により、確実に固定することができるためである。
次いで、基板１の貫通孔２内の導電性接着剤５上に半導体発光素子６の底面を載置し固定する（図３（ｄ））。これにより、半導体発光素子６の第１の電極６ａと第１の電極パターン３との電気的接続が図られる。
次いで、半導体発光素子６の上面の第２の電極６ｂと第２の電極パターン４とを導電ワイヤ１５によって電気的に接続する（図３（ｅ））。
次いで、後述のトランスファ成形によって、封止樹脂１２を形成する（図３（ｆ））。
しかる後、補助治具３０を除去する（図３（ｇ））。これによって、図２の半導体発光装置が作製される。
【００２２】
図４は本発明の半導体発光装置の他の構成例を示す図である。なお、図４において、図２と対応する箇所には同じ符号を付している。図４を参照すると、この半導体発光装置（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）等）も、図２の半導体発光装置と同様に、ガラスエポキシ基板などの基板１に貫通した開口（貫通孔）２が設けられ、基板１の開口２内には、半導体発光素子（例えば、ＬＥＤ素子）６を支持する支持材５が設けられ、半導体発光素子６は、基板１の開口２内に支持材５によって支持されて配置されている。
【００２３】
ここで、図４の例では、半導体発光素子６は、上面に第１の電極６ａと第２の電極６ｂとの両方を有する形式のものであり、底面には電極が設けられていない。また、前記支持材５は、前記基板１の開口２内の前記基板１の底面側に設けられて、半導体発光素子６の底面が載置されるようになっている。なお、半導体発光素子６の底面には電極が設けられていないので、前記支持材５としては、導電性のもの（例えば、Ａｇペーストなどの導電性接着剤）でもよいが、導電性のないもの（例えば、絶縁性の接着剤）でも良い。また、前記基板１の底面とは反対側の上面には（図４の例では、基板１の上面から側面にわたって）、第１の電極パターン３と、第２の電極パターン４とが形成され、前記半導体発光素子６の第１の電極６ａは、第１の電極パターン３に金線などの導電ワイヤ１４によって電気的に接続され、また、前記半導体発光素子６の第２の電極６ｂは、第２の電極パターン４に金線などの導電ワイヤ１５によって電気的に接続されている。そして、上記の状態で、前記基板１の開口２内も含めて前記基板１上を封止樹脂１２が覆っている。なお、封止樹脂１２には、透明な樹脂が用いられる。具体的に、封止樹脂１２には、例えばエポキシ樹脂等を用いることができる。
【００２４】
図４の例では、上記のように、第１の電極パターン３、第２の電極パターン４と、半導体発光素子６の上面に形成された第１の電極６ａ、第２の電極６ｂとを、導電ワイヤ１４、１５を介してそれぞれ電気的に接続するようになっている。
【００２５】
図４の半導体発光装置では、具体的には、全体の厚さｈを約０．２０〜０．２５ｍｍにすることができる。
【００２６】
ここで、前述した図８の比較例の半導体発光装置では、全体の厚さｈは約０．３ｍｍとなっている。つまり、図４の半導体発光装置は、基板１の底面に電極パターンを設けない分、すなわち、図８の電極パターンの厚さｄ（約５０μｍ）の分だけ、薄型化することができる。
【００２７】
なお、図１に示した従来例では、基板１の底面に形成された電極パターンは、半導体発光素子６を支持固定する機能も有している。図４の半導体発光装置では、基板１の底面に電極パターンが設けられていないが、半導体発光素子６は、最終的には封止樹脂１２によって確実に固定することができる。
【００２８】
さらに、実装基板等に実装される場合において、図４の半導体発光装置では、実装基板上のはんだパット１７上に半導体発光装置の底面が配置されるのに対し、比較例の半導体発光装置は、図８に示すように実装基板上のはんだパット１７上にはんだ１８を介して半導体発光装置の底面である電極パターンが配置されている。そのため、図４に示す本発明の半導体発光装置は、比較例の半導体発光装置より、半導体発光装置の下にはんだが介在しない分、実装高さを低くすることができる。つまり、図４の半導体発光装置を実装基板等へ実装して作製する発光装置を薄型化することができる。
【００２９】
図５は図４の半導体発光装置の製造工程例を示す図である。図５を参照すると、半導体発光素子６を収める開口（図５の例では、貫通孔）２と第１の電極パターン３，第２の電極パターン４とが設けられた基板１を用意する（図５（ａ））。
次いで、貫通孔２の底面側を補助治具３０で塞ぐ（図５（ｂ））。この補助治具３０には、少なくとも貫通孔に対応する部分に、ポリテトラフルオロエチレン等による表面処理を施したものを用いることが好ましい。後述する後工程の補助治具３０の除去工程を容易とすることができるためである。
次いで、基板１の貫通孔２内に接着剤からなる支持材５を添加する（図５（ｃ））。ここで、接着剤からなる支持材５は、導電性のものでも良いし、導電性のものでなくても良い。すなわち、接着剤からなる支持材５は、後述する導電ワイヤ接続時に半導体発光素子６が固定されている必要があるために設けられる。
次いで、基板１の貫通孔２内の接着剤５上に半導体発光素子６の底面を載置し固定する（図５（ｄ））。
次いで、第１の電極パターン３、第２の電極パターン４と、半導体発光素子６の上面に形成された第１の電極６ａ、第２の電極６ｂとを、導電ワイヤ１４、１５を介してそれぞれ電気的に接続する（図５（ｅ））。
次いで、後述のトランスファ成形によって、封止樹脂１２を形成する（図５（ｆ））。
しかる後、補助治具３０を除去する（図５（ｇ））。これによって、図４の半導体発光装置が作製される。
【００３０】
上述したように、図２、図４の構成例では、いずれも、図１に示した従来例のように基板１の底面に電極パターンを形成する必要がないので、基板１の底面に電極パターンを設けない分、従来よりもさらに薄型化することが可能となる。
【００３１】
なお、図２、図４の半導体発光装置は、例えばリフロー方式ではんだ付けすることによって、はんだパット１７上にはんだ１８により取り付けられる。
【００３２】
さらに、図２、図４の半導体発光装置は、実装基板等へ実装した場合に、半導体発光装置の底面においてはんだが介在しない分、従来よりも実装高さを低くすることができる。そして、半導体発光装置を実装して使用する発光装置を、従来の半導体発光装置を用いた場合よりも薄型化することが可能となる。
【００３３】
また、図２、図４の半導体発光装置において、封止樹脂１２は、上述したように、例えばトランスファ成形によって形成される。すなわち、例えば、基板１の開口２内の支持材５に半導体発光素子６を載置して該半導体発光素子６に導電ワイヤを接続したものを、金型内にセットして型締めし、金型内に流動性のエポキシ樹脂を圧入することによって、封止樹脂１２を形成することができる。
【００３４】
しかし、上記のようなトランスファ成形のかわりに、図６、図７に示すように（図６、図７は、それぞれ、図２、図４に対応している）、基板１の上方に、基板１の開口２の開口径または開口幅よりも大きな開口径または開口幅の開口（貫通孔）２２をもつ基板２１を積層して（貼り付けて）基板１、２１を２層構造にし、２層構造の基板２１、１の開口（貫通孔）２２、２内に流動性のエポキシ樹脂などの樹脂を注入して硬化し、封止樹脂１２を形成することもできる。この製造方法では、基板２１の高さを低くし、基板２１の高さ内に導電ワイヤ１４および／または１５を設置することにより、封止樹脂１２の厚さをより薄くでき、半導体発光装置のより一層の薄型化が可能となる。
【００３５】
また、上述の例では、基板１の開口２内に１つの半導体発光素子６が収められるとしたが、基板１の開口２内に複数の半導体発光素子が収められるようにすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、単色ＬＥＤ、蛍光体励起型白色ＬＥＤ（一般照明，ストロボ，バックライトなど）、ＲＧＢ混色型白色ＬＥＤ、調光回路搭載ＬＥＤ、受発光一体型フォトセンサ，フォトインターラプタ，フォトカプラなどに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】従来の薄型チップＬＥＤを示す図である。
【図２】本発明の半導体発光装置の構成例を示す図である。
【図３】図２の半導体発光装置の製造工程例を示す図である。
【図４】本発明の半導体発光装置の他の構成例を示す図である。
【図５】図４の半導体発光装置の製造工程例を示す図である。
【図６】図２の半導体発光装置の他の製造工程例を示す図である。
【図７】図４の半導体発光装置の他の製造工程例を示す図である。
【図８】比較例の半導体発光装置を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１、２１          基板
２、２２          開口
３          第１の電極パターン
４          第２の電極パターン
５          支持材
６          半導体発光素子
６ａ        第１の電極
６ｂ        第２の電極
１０          導電パターン
１２          封止樹脂
１４、１５          導電ワイヤ
１７          はんだパット
１８          はんだ
【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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