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JP2001177155A - ケース付チップ型発光装置 - Google Patents

ケース付チップ型発光装置

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JP2001177155A
JP2001177155A JP35951199A JP35951199A JP2001177155A JP 2001177155 A JP2001177155 A JP 2001177155A JP 35951199 A JP35951199 A JP 35951199A JP 35951199 A JP35951199 A JP 35951199A JP 2001177155 A JP2001177155 A JP 2001177155A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 ケース付チップ型発光装置１０はＬＥＤチッ
プ１２を含み、ＬＥＤチップ１２は基板１４の表面に形
成された電極１６ａおよび１６ｂにボンディングされ
る。また、孔２２がＬＥＤチップ１２を囲むように、ケ
ース２０が基板１４上に配置される。孔２２は、下から
上に向けて径大した載頭円錐形の内周面２２ａを有し、
この内周面２２ａ内に封止体となる透明樹脂２４が充填
される。透明樹脂２４が硬化すると、透明樹脂２４自身
が硬化収縮し、したがって内周面２２ａと透明樹脂２４
（封止体）との間には空隙２６が設けられる。このた
め、ＬＥＤチップ１２から出力された光が封止体の内面
２４ａで全反射されるので、効率よく反射することがで
きる。 【効果】 発光効率を高くすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はケース付チップ型発光
装置に関し、特にたとえば電極が表面に形成された基板
にＬＥＤチップをボンディングし、截頭円錐形の内周面
を有するケースで基板上のＬＥＤチップを囲み、その内
周面内に封止体となる樹脂を充填した、ケース付チップ
型発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種のケース付チップ型発光装
置の一例が、平成１１年８月１０日付で出願公開された
特開平１１−２２０７１７８号［Ｈ０１Ｌ ３３／０
０］公報に開示されている。図４に示すように、この半
導体発光装置１は第２の白色基板２を含み、第２の白色
基板２に形成された凹部２ａ内にＬＥＤ素子３が収納さ
れる。また、ＬＥＤ素子３は、第１の白色基板４上にダ
イボンディングされる。さらに、ＬＥＤ素子３は、凹部
２ａに充填された光透過性合成樹脂モールド部５によっ
て、全面を覆われて封止される。この半導体発光装置１
では、ＬＥＤ素子３から側面方向および発光面とは逆の
底面の方向に光が出力された場合であっても、第１の白
色基板４および第２の白色基板４で光を反射させて発光
面に放射させることにより、発光効率を改善していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来技術
では、第１の白色基板４および第２の白色基板２によっ
て光を反射させているが、凹部２ａの内面形状等につい
ては何ら考慮されていないため、十分に反射効率が改善
されていなかった。すなわち、発光効率は依然として十
分でなかった。
【０００４】それゆえに、この発明の主たる目的は、発
光効率を高くすることができる、ケース付チップ型発光
装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、電極が表面
に形成された基板にＬＥＤチップをボンディングし、下
から上に向かって拡径した截頭円錐形の内周面を有する
ケースで基板上のＬＥＤチップを囲み、ケースの内周面
内に封止体となる樹脂を充填したケース付チップ型発光
装置において、内周面と封止体との間に空隙を形成する
ことによってＬＥＤチップから出力される光を封止体内
面で全反射するようにしたことを特徴とする、ケース付
チップ型発光装置である。
【０００６】
【作用】このケース付チップ型発光装置では、基板の表
面に電極が形成され、その電極にＬＥＤチップがボンデ
ィングされる。また、下から上に向けて拡径した截頭円
錐形の内周面を有するケースが、ＬＥＤチップを囲み、
その内周面に封止体となる透明樹脂が充填される。透明
樹脂が硬化すると、透明樹脂自身が硬化収縮し、し た
がって内周面と透明樹脂（封止体）との間に空隙が形成
される。このケース付チップ型発光装置では、ＬＥＤチ
ップから出力された光が封止体の内面で全反射するの
で、ＬＥＤチップから出力される光を効率よく反射する
ことができる。
【０００７】たとえば、ケースの内周面上に含浸阻止層
が形成されるので、透明樹脂がケースに含浸するのを防
止することができる。このため、封止体の硬化収縮時に
封止体がケースから剥離し易くなり、空隙を確実に形成
することができる。
【０００８】含浸阻止剤層としては、比較的肉厚（たと
えば、５〜１０μｍ）のニッケル層を用いる。ニッケル
層を肉厚に形成することによってケースの内周面の平滑
度が高くなり、したがって封止体外面（内面）を平滑に
でき、封止体内面での反射効率を向上できる。
【０００９】ニッケル層は、銅またはシリコン上にメッ
キによって形成される。
【００１０】
【発明の効果】この発明によれば、ＬＥＤチップから出
力される光が封止体の内面で全反射するので、効率よく
反射することができる。このため、発光効率を高くする
ことができる。
【００１１】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。
【００１２】
【実施例】図１を参照して、この実施例のケース付チッ
プ型発光装置（以下、単に「発光装置」という。）１０
は半導体発光素子（ＬＥＤチップ）１２を含み、ＬＥＤ
チップ１２は基板１４の表面に形成された電極（リー
ド）１６ａにたとえば銀ペーストによってダイボンディ
ングされる。また、ＬＥＤチップ１２の上部に設けられ
たボンディングパッド１２ａおよび他のリード１６ｂと
を接続するための金線などの金属細線（ボンディングワ
イヤ）１８がワイヤボンディングされる。なお、分かり
易く説明するために、リード１６ａおよび１６ｂは、厚
みをつけて図示しているが、実際には薄膜状に形成され
る。また、リード１６ａおよび１６ｂは、リソグラフィ
処理およびエッチング処理によって基板１４の表面にパ
ターニングされ形成される。さらに、リード１６ａおよ
び１６ｂは、互いに電気的に絶縁され、基板１４の一方
主面（上面）から側面のほぼ中央の一部（スルーホー
ル）を経由して他方主面（裏面）まで延びて形成され
る。
【００１３】また、発光装置１０はたとえば液晶ポリマ
からなるケース２０を含み、ケース２０はＬＥＤチップ
１２を囲むように基板１４の上面に配置される。つま
り、ケース２０のほぼ中央に孔２２が形成される。ケー
ス２０はまた、図１におけるII−II断面図である図２か
ら分かるように、上述のような液晶ポリマ（不透明樹脂
２０ａ）および含浸阻止層２０ｂを含む。孔２２は、下
から上に向かって径大となる截頭円錐形の内周面２２ａ
を有する。この内周面２２ａ上に、含浸阻止層２０ｂが
形成される。この含浸阻止層２０ｂは、後述する透明樹
脂２４がケース２０へ含浸するのを阻止するためのメッ
キ層である。具体的には、含浸阻止層２０ｂは、銅（Ｃ
ｕ）メッキ層およびそのＣｕメッキ層上に積層的に形成
されたニッケル（Ｎｉ）メッキ層を含む。また、この実
施例では、Ｃｕメッキ層はほぼ３μｍの厚みであり、Ｎ
ｉメッキ層は５〜１０μｍの厚みである。このように、
Ｎｉメッキ層を比較的肉厚に形成するため、孔２２の内
周面２２ａの平滑度が高くされる。
【００１４】なお、この実施例では、Ｃｕメッキ層上に
Ｎｉメッキ層を形成するようにしているが、Ｃｕメッキ
層の代わりにＳｉ（シリコン）の層を形成してもよい。
このＳｉの層は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition)
法によって不透明樹脂２０ａの表面に成形される。
【００１５】このようなケース２０に形成された孔２２
の内周面２２ａ内には、封止体となるエポキシ樹脂のよ
うな透明樹脂２４が充填される。透明樹脂２４が硬化す
ると、封止体が形成される。このとき、透明樹脂２４自
身が硬化収縮し、したがって内周面２２ａと透明樹脂２
４（封止体）との間には空隙２６が形成される。つま
り、ケース２０の内周面に含浸阻止層２０ｂが形成され
るので、硬化時に透明樹脂すなわち封止体２４が内周面
２２ａから極めて容易に剥離する。したがって、封止体
２４と内周面２２ａとの間に、空隙２６が形成される。
【００１６】なお、発明者等の実験によれば、空隙２６
は５〜１０μｍの厚みで形成される。また、透明樹脂２
４は、内周面２２ａ内に充填されるときに、平滑度が高
い内周面２２ａ（Ｎｉメッキ層）に密着するため、透明
樹脂すなわち封止体２４の表面（内面）２４ａも平滑に
される。つまり、反射率を向上することができる。
【００１７】このように、空隙２６が形成されるため、
図３に示すように、ＬＥＤチップ１２から出力された光
が透明樹脂２４すなわち封止体の内面２４ａで全反射さ
れる。そのためんい、この例では、封止体２４の内面２
４ａすなわち内周面２２ａの傾斜角θを、ＬＥＤチップ
１２から出力された光を全反射できる角度に決定してい
る。具体的には、内面２４ａの傾斜角θとして、光路Ｑ
を用いて説明すると、内面２４ａに対して法線Ｎを引い
た場合に、光路Ｑと法線Ｎとの間の鋭角αが４０°より
小さくなるような角度を決定する。なお、「１８０°−
θ」が５０°より小さくなるように、傾斜角θを決定し
てもよい。
【００１８】全反射された光は、光路ＰおよびＱで示す
ように、基板１４の上面に対してほぼ垂直に発光装置１
０から出力される。なお、内面２４ａで反射されない光
はそのまま発光装置１０から出力される。また、図３に
おいては、分かり易くするために、透明樹脂２４のハッ
チングは省略してある。
【００１９】この実施例によれば、孔の内周面と封止体
との間に空隙を設け、ＬＥＤチップから出力される光を
封止体の内面で全反射させるので、効率よく光を反射す
ることができる。したがって、発光効率を高くし、輝度
を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す図解図である。
【図２】図１実施例に示すケース付チップ型発光装置の
断面図である。
【図３】図１実施例に示すケース付チップ型発光装置の
断面図である。
【図４】従来の半導体発光装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ …ケース付チップ型発光装置 １６ …ＬＥＤチップ ２０ …ケース ２０ａ …不透明樹脂 ２０ｂ …メッキ層 ２２ …孔 ２４ …透明樹脂（封止体） ２６ …空隙

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】電極が表面に形成された基板にＬＥＤチッ
    プをボンディングし、下から上に向かって拡径した截頭
    円錐形の内周面を有するケースで前記基板上の前記ＬＥ
    Ｄチップを囲み、前記ケースの前記内周面内に封止体と
    なる樹脂を充填したケース付チップ型発光装置におい
    て、 前記内周面と前記封止体との間に空隙を形成することに
    よって前記ＬＥＤチップから出力される光を前記封止体
    内面で全反射するようにしたことを特徴とする、ケース
    付チップ型発光装置。
  2. 【請求項２】前記内周面上に形成されたかつ前記樹脂の
    前記ケースへの含浸を阻止する含浸阻止層をさらに設け
    る、請求項１記載のケース付チップ型発光装置。
  3. 【請求項３】前記含浸阻止層は少なくともニッケル層を
    含む、請求項２記載のケース付チップ型発光装置。
  4. 【請求項４】前記ニッケル層は銅またはシリコン上に形
    成されたメッキ層である、請求項３記載のケース付チッ
    プ型発光装置。
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