半導体発光装置及びそれを備えた電子機器並びにその製造方法
【課題】蛍光体キャップを備えたＬＥＤダイを回路基板上に実装したＬＥＤ装置は製造しやすいが、回路基板を小さくしていっても斜め下方向の配光が充分に改善しない。そこで回路基板と蛍光体キャップを備えていても小型化に際し斜め下方向の配光を改善しながら同時に光束を増加できるＬＥＤ装置を提供する。
【解決手段】このＬＥＤ装置１０は、回路基板１４にＬＥＤダイ２０をフリップチップ実装し、回路基板１４ごとＬＥＤダイ２０を蛍光体キャップ１１で覆ったものである。このとき回路基板１４の平面形状とＬＥＤダイ２０の平面形状は略等しい。
【解決手段】このＬＥＤ装置１０は、回路基板１４にＬＥＤダイ２０をフリップチップ実装し、回路基板１４ごとＬＥＤダイ２０を蛍光体キャップ１１で覆ったものである。このとき回路基板１４の平面形状とＬＥＤダイ２０の平面形状は略等しい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体層で被覆された半導体発光素子を含む半導体発光装置、及びその半導体発光装置をマザー基板に実装した電子機器、並びにその電子機器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェハーから切り出した半導体発光素子（以下特に断らない限りＬＥＤダイと呼ぶ）は、回路基板やリードフレームに実装しパッケージ化することが多い（以下ＬＥＤダイをパッケージ化したものをＬＥＤ装置と呼ぶ）。パッケージ化の一例として特許文献１の図１には、無機材質基板２（回路基板）にＬＥＤ１（ＬＥＤダイ）をフリップチップ実装し、ＬＥＤ１の上面と側面を波長変換層３（蛍光体層）で被覆したのち、ガラス蓋５でＬＥＤ１を封止した発光装置１０（ＬＥＤ装置）が示されている。このとき波長変換層３は、段落００２８に記載されているように、シリコーン樹脂により作成された蛍光体キャップであり、この蛍光体キャップをＬＥＤ１に被せたものである。
【０００３】
ＬＥＤダイが小さい場合、特許文献１に示された発光装置１０（ＬＥＤ装置）のように、マザー基板とＬＥＤダイとの電極間ピッチを調整するため、インターポーザとして回路基板やリードフレームが使われる。これに対しＬＥＤダイが大きくなると、ＬＥＤダイの底面にマザー基板の電極間ピッチと一致する接続用電極を形成できるようになる。例えば特許文献２の図５に示されている蛍光型ＬＥＤ２０（ＬＥＤ装置）は、ＬＥＤダイの底部に形成した外部接続用電極７，８が直接的にマザー基板の電極に接続する。このＬＥＤダイは、透明絶縁基板１の下面にｎ型及びｐ型の窒化物半導体層２，３及び絶縁層６を備え、ｐ側電極５及び接続電極１２を介してｐ型窒化物半導体層３と外部接続電極８とが接続し、同様にｎ側電極４及び接続電極１１を介してｎ型窒化物半導体層２と外部接続電極７とが接続している。なおＬＥＤダイを被覆する蛍光樹脂２１は、蛍光粒子を含有する樹脂キャップであり、ＬＥＤダイに被せて固定されている。
【０００４】
ふつうＬＥＤダイに含まれる半導体層は絶縁膜で被覆されているので、絶縁膜上にマザー基板と直接的に接続できる外部接続電極を形成すると良い。例えば特許文献２で示された蛍光型ＬＥＤ２０（ＬＥＤ装置）において、製造工程等を簡略化しようとする場合、絶縁層６が半導体層を覆う絶縁膜で置き換えられることになる。この絶縁膜は電気的に接続するための領域が開口しているので、この開口部を塞ぐようにしながら外部接続電極のピッチを調整することになる。またＬＥＤダイを被覆している蛍光体キャップは、ＬＥＤダイの周囲に均一な蛍光体層を簡単に形成できる。この蛍光体キャップは、製造を容易にするのに加え、蛍光体を節約できたり、方位角による発光色のムラを低減できたりする。以上のように、マザー基板と直接的に接続できる電極と蛍光体キャップとを組合せれば構造が簡単で製造が容易なＬＥＤ装置が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１７７３７５号公報 （図１、段落００２８）
【特許文献２】特開２０１１−９５７２号公報 （図５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながらこのようなＬＥＤ装置は、実装用の回路基板がない場合、回路基板が担っていたインターポーザやその他の機能を底部において電極構造や保護部材により補填しなければならない。インターポーザ機能としては、特許文献２のＬＥＤ装置（蛍光型ＬＥＤ２
０）のように、所望の位置に外部接続電極を配置するため金属配線を多層化して対応することが多い。また他の機能としては、例えばＬＥＤ装置の底面から侵入しようとする有害物質や応力の防止機能があげられる。有害物質としては水分や硫黄などがあり、絶縁膜のピンホールを通じて半導体層に侵入し半導体層を劣化させる。このため底面に配置する保護部材を強化しなくてはならない。また外部接続電極がＬＥＤ素子底面に直接的に形成されていると、外部から侵入して来る応力が半導体に含まれる金属層などを剥離させることがある。そこで外部接続電極の柔軟性や配線間の位置関係、金属層間の接続力などを調整して対応する。
【０００７】
以上のような不具合は回路基板があれば回路基板により軽減される。しかしながらＬＥＤ素子を回路基板上に実装している場合、ＬＥＤ素子又は蛍光体層から斜め下方向に出射する光が回路基板に衝突し、この光の一部は反射しＬＥＤ装置から出射するとしても、残りは損失となる。回路基板を小型化すればこの損失は低減するが、回路基板が存在する限りなくならない。
【０００８】
そこで本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、回路基板上に半導体発光素子と蛍光体キャップを備えた半導体発光装置において、小型化に際し斜め下方向の配光を改善しながら出射光束を増大した半導体発光装置及びこの半導体発光装置をマザー基板に実装した電子機器、並びにこの半導体発光装置をマザー基板に実装するための製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため本発明の半導体発光装置は、半導体発光素子をフリップチップ実装した回路基板を備える半導体発光装置において、
前記回路基板の平面形状が前記半導体発光素子の平面形状と略等しく、
蛍光体キャップが前記半導体発光素子の上面及び側面とともに前記回路基板の側面を被覆することを特徴とする。
【００１０】
この半導体発光装置は、回路基板上に半導体発光素子をフリップチップ実装し、回路基板ごと半導体発光素子を蛍光体キャップで覆い小型化を図ったものである。半導体発光素子から斜め下方向に出射する光線は、回路基板の平面形状と半導体発光素子の平面形状が略等しいため回路基板に当たることがない。この結果、半導体発光装置から斜め下方向に出射する光の範囲が拡大し配光特性が改善する。さらに反射損失がないため半導体発光装置から出射する光束も増加する。
【００１１】
前記蛍光体キャップは樹脂に蛍光体を混練したものであっても良い。
【００１２】
前記蛍光体キャップは接着剤で前記半導体発光素子に固定されていても良い。
【００１３】
上記目的を達成するため本発明の電子機器は、回路基板と該回路基板にフリップチップ実装した半導体発光素子とを備える半導体発光装置をマザー基板に実装した電子機器において、
前記半導体発光装置に含まれる前記回路基板の平面形状が前記半導体発光素子の平面形状と略等しく、
蛍光体キャップが前記半導体発光素子の上面及び側面とともに前記回路基板の側面を被覆していることを特徴とする。
【００１４】
この電子機器では、マザー基板に実装されている半導体発光装置に含まれる回路基板の平面形状が半導体発光素子の平面形状と略等しい。そして回路基板上に実装された半導体素子とともに回路基板を蛍光体キャップで被覆することにより、この半導体発光装置は小
型化が達成される。この半導体発光装置は、半導体発光素子から斜め下方向に出射しようとする光線が回路基板によって遮られることがないので配光分布が改善し、さらに反射損失がないため出射する光束が増大する。以上のように本発明の電子機器は、小型化に際し配光を改善しながら出射する光束を増大した半導体発光装置をマザー基板に実装したものとなる。
【００１５】
上記目的を達成するため本発明の製造方法は、回路基板と該回路基板にフリップチップ実装した半導体発光素子とを備える半導体発光装置をマザー基板に実装した電子機器の製造方法において、
前記半導体発光素子の平面形状と略等しい平面形状を持つ回路基板に前記半導体発光素子をフリップチップ実装した中間物、並びにマザー基板を準備する素子準備工程と、
前記中間物を前記マザー基板に実装する実装工程と、
蛍光体を含有する蛍光体キャップを準備する蛍光体キャップ準備工程と、
前記マザー基板に実装された前記中間物に対し、前記蛍光体キャップにより前記半導体発光素子の上面及び側面とともに前記回路基板の側面を被覆する被覆工程と
を備えることを特徴とする。
【００１６】
この製造方法では、まず回路基板に半導体発光素子をフリップチップ実装した中間物を準備する。このとき半導体発光素子の平面形状と回路基板の平面形状は略等しい。またこれと並行してマザー基板も準備する。次にこの中間物をマザー基板に実装する。続いて蛍光体を混練した透光性の樹脂等からなる蛍光体キャップを準備する。最後にこの蛍光体キャップで中間物全体、すなわち半導体発光素子の上面及び側面とともに前記回路基板の側面を蛍光体キャップにより被覆する。この半導体発光装置は、半導体発光素子から斜め下方向に出射しようとする光線が回路基板によって遮られることがないので配光分布が改善し、さらに反射損失がないため出射する光束が増大する。以上のように本発明の電子機器の製造方法は、半導体発光装置の小型化に際し配光を改善しながら出射する光束を増大した半導体発光装置をマザー基板に実装した電子機器を製造できる。
【００１７】
前記実装工程の後に前記半導体発光素子の発光特性を測定しても良い。
【００１８】
前記蛍光体キャップ準備工程において、蛍光体の含有量が異なる複数種類の前記蛍光体キャップを準備し、前記半導体発光素子の特性にもとづいて目標とする色度に適合する蛍光体キャップを選択しても良い。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように本発明の半導体発光装置及びその半導体発光装置を備えた電子機器並びにその電子機器の製造方法では、半導体発光装置の小型化に際し配光を改善しながら出射する光束を増大する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態におけるＬＥＤ装置の外形図。
【図２】図１のＬＥＤ装置の断面図。
【図３】図１のＬＥＤ装置の配光の説明図。
【図４】図１のＬＥＤ装置をマザー基板に実装した電子機器の断面図。
【図５】図１のＬＥＤ装置を実装した電子機器の製造方法の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図１〜５を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また説明のため部材の縮尺は適宜変更している。さらに特許請求の範囲に記載した発
明特定事項との関係をカッコ内に記載している。
【００２２】
図１により本発明のＬＥＤ装置１０（半導体発光装置）の外観を説明する。図１はＬＥＤ装置１０の外観を示す外形図であり、（ａ）が正面図、（ｂ）が底面図である。ＬＥＤ装置１０を正面から眺めると、蛍光体キャップ１１の下部から突出した外部接続電極１２，１３が見える（ａ）。なお図示していないがＬＥＤ装置１０を上面から眺めると蛍光体キャップ１１のみが見える。ＬＥＤ装置１０を下から眺めると、蛍光体キャップ１１の内側に接着剤１５、その内側に回路基板１４、その内側に外部接続電極１２，１３が見える（ｂ）。
【００２３】
図２によりＬＥＤ装置１０の内部構造を説明する。図２は図１（ｂ）のＡＡ線に沿って描いたＬＥＤ装置１０の断面図である。ＬＥＤ装置１０は、回路基板１４と、その回路基板１４にフリップチップ実装したＬＥＤダイ２０（半導体発光素子）と、ＬＥＤダイ２０と回路基板１４を接着剤１５を介して被覆している蛍光体キャップ１１とからなる。
【００２４】
ＬＥＤダイ２０は、サファイア基板２１と、サファイア基板２１の底面に形成されたｎ型半導体層２２と、ｎ型半導体層２２の下に形成されたｐ型半導体層２３と、ｐ型及びｎ型半導体層２３，２２を覆い開口部を有する絶縁膜２４と、絶縁膜２４の開口部においてそれぞれｐ型及びｎ型半導体層２３，２２と接続する突起電極２５，２６とを備えている。サファイア基板２１は透明絶縁基板であり厚さが８０〜１２０μｍである。ｎ型半導体層２２はＧａＮバッファ層とｎ型ＧａＮ層からなり厚さが５μｍ程度である。ｐ型半導体層２３は、反射や原子拡散防止などさまざまな機能に対応する金属多層膜とｐ型ＧａＮ層からなり厚みが１μｍ程度である。図示していないが発光層はｐ型半導体層２３とｎ型半導体層２２の境界部にあり、平面形状はｐ型半導体層２３とほぼ等しい。絶縁膜２４はＳｉＯ２やポリイミドからなり厚さが数１００ｎｍ〜１μｍ程度である。突起電極２５，２６はＡｕ又はＣｕをコアとするバンプであり、電解メッキ法で形成し厚さが１０〜３０μｍ程度である。
【００２５】
回路基板１４は、上面に内部接続電極１６，１７、並びに下面に外部接続電極１２，１３が形成され、内部接続電極１６，１７と外部接続電極１２，１３はスルーホール電極１８，１９で接続している。回路基板１４の板材は、金属、セラミック、樹脂などから熱伝導性等を考慮して選択する。内部接続電極１６，１７及び外部接続電極１２，１３はＮｉとＡｕをメッキした銅箔であり、厚さは数μｍ〜５０μｍ程度である。スルーホール電極１８，１９は直径１００〜数１００μｍのスルーホールに金属ペーストを充填したものである。回路基板１４は平面的にＬＥＤダイ２０より数１０〜１００μｍ程度大きく、ＬＥＤダイ２０の平面サイズの公差、実装精度、複数の回路基板１４が連結した大判回路基板から回路基板１４を切断分離する際の精度を加味している。
【００２６】
蛍光体キャップ１１は、蛍光体を含有したシリコーン樹脂からなり、上側が閉じた箱形をしている。シリコーン樹脂はミラブルであり柔軟性を有する。ここでミラブルとはゴム状に架橋したシリコーンを硫黄でさらに架橋したものであるが、硬質のシリコーンに比べ架橋が少なくなっている。蛍光体キャップ１１の上面と側面は厚さが１００〜２００μｍである。なお蛍光体キャップ１１は回路基板１４ごとＬＥＤダイ２０を覆っているので、ＬＥＤダイ２０の底面の周辺部から洩れ出そうとする光を遮る、若しくは波長変換する。蛍光体キャップ１１とＬＥＤダイ２０を接着する接着剤１５は、サファイア基板２１の屈折率と蛍光体キャップの屈折率を連続的に変化させ発光効率を低下させないという機能もある。接着剤１５はＬＥＤダイ２０の下部や回路基板１４の側部にも存在することが好ましい。
【００２７】
ＬＥＤダイ２０の突起電極２５，２６と回路基板の内部接続電極１６，１７はＡｕ−Ｓ
ｎ共晶により接続させると良い。このＡｕ−Ｓｎ共晶接合は、突起電極２５，２６若しくは内部接続電極１６，１７上にＡｕ−Ｓｎ合金層を形成し、Ａｕ−Ｓｎ合金層を溶融させてそれぞれの電極を接合する。Ａｕ−Ｓｎ共晶接合は溶融温度を３００〜４００℃に設定できるため、ＬＥＤ装置１０をマザー基板３３（図４参照）に半田リフローで接合するとき、突起電極２５，２６と内部接続電極１６，１７の接続部を固体状態にしておけるため好ましい。ちなみに半田リフローは２６０℃程度である。
【００２８】
次に図３によりＬＥＤ装置１０の配光を説明する。図３はＬＥＤ装置１０の配光の説明図であり、（ａ）がＬＥＤ装置１０、（ｂ）が比較例のＬＥＤ装置１０ａを示している。なお図３では、ＬＥＤダイ２０のｐ型及びｎ型半導体層２３，２２、回路基板１４の内部接続電極１６，１７等（図２参照）を図示せず、ＬＥＤダイ２０及び回路基板１４を簡略化して描いている。比較例として示したＬＥＤ装置１０ａは、外部接続電極１２ａ，１３ａを備えた回路基板１４ａ上にフリップチップ実装したＬＥＤダイ２０と、ＬＥＤダイ２０に被せた蛍光体キャップ１１ａを備えている。
【００２９】
（ａ）においてサファイア基板２１の下部にある発光層（図示せず）から出射した光線Ｌ１は、サファイア基板２１の上面で反射し、さらにサファイア基板２１の側面から蛍光体キャップ１１に入射し、そのまま直進してＬＥＤ装置１０の斜め下方向に出射する。同様にサファイア基板２１の下部にある発光層から出射した光線Ｌ２は、サファイア基板２１の側面から蛍光体キャップ１１に入射し、蛍光体キャップ１１に含有される蛍光体（図示せず）により波長変換されるとともに進行方向が変わり、ＬＥＤ装置１０の斜め下方向に出射する。
【００３０】
これに対し回路基板１４ａを小さくしただけで小型化を図ったＬＥＤ装置１０ａでは、（ｂ）に示すようにサファイア基板２１の下部にある発光層（図示せず）から出射した光線Ｌ３が、サファイア基板２１の上面で反射したのち、サファイア基板２１の側面から蛍光体キャップ１１ａに入射し、回路基板１４ａに当たる。この光線Ｌ３は一部が反射し、一部が吸収される。同様にサファイア基板２１の下部にある発光層から出射した光線Ｌ４は、サファイア基板２１の側面から蛍光体キャップ１１ａに入射し、蛍光体キャップ１１ａに含有される蛍光体（図示せず）により波長変換されるとともに進行方向が変わり、回路基板１４ａに当る。この光線Ｌ４も一部が反射し、一部が吸収される。
【００３１】
以上のようにＬＥＤ装置１０は、回路基板１４の平面形状とＬＥＤダイ２０の平面形状が略等しいため、ＬＥＤダイ２０又は蛍光体キャップ１１から斜め下方向に出射する光線Ｌ１，Ｌ２が回路基板１４ａに当たらない。この結果、ＬＥＤ装置１０から斜め下方向に出射する光の範囲が拡大し配光特性が改善する。さらに反射損失がないためＬＥＤ装置１０から出射する光束も増加する。
【００３２】
またＬＥＤ装置１０は、回路基板１４が比較例のＬＥＤ装置１０ａに含まれる回路基板１４ａよりも小さいため、比較的高価な回路基板材料を節約できる。例えば０．８ｍｍ×０．３ｍｍのＬＥＤダイ２０を使って、１．０ｍｍ×０．５ｍｍのＬＥＤ装置を作成する場合、ＬＥＤ装置１０の回路基板１４の平面積が０．２４ｍｍ２程度であるのに対し、ＬＥＤ装置１０ａの回路基板１４ａの平面積は０．５０ｍｍ２になってしまう。なおこの概算にはさまざまな精度や公差は無視した。
【００３３】
次に図４によりＬＥＤ装置１０を備えた電子機器３０を説明する。図４はＬＥＤ装置１０をマザー基板３３に実装した電子機器３０の断面図である。マザー基板３３の上面には電極３２が形成されている。マザー基板３３には抵抗やコンデンサなど図示していない電子部品が同時に実装されていることが多い。マザー基板３３の電極３２は銅箔上にＮｉとＡｕがメッキされており、半田３１で外部接続電極１２，１３と接続している。
【００３４】
次に図５により電子機器３０の製造方法を説明する。図５はＬＥＤ装置１０を実装した電子機器３０の製造方法の説明図である。なお図５では、ＬＥＤダイ２０のｐ型及びｎ型半導体層２３，２２、回路基板１４の内部接続電極１６，１７並びにマザー基板３３の電極３２等（図４参照）を図示せず、ＬＥＤダイ２０、回路基板１４及びマザー基板３３を簡略化して描いている。
【００３５】
（ａ）は、マザー基板３３と中間物４０を準備する素子準備工程を示している。なおマザー基板３３が小さい場合、マザー基板３３が連結した大判基板に対して工程を進める場合が多い。しかし本実施形態では説明のため単個に分離されたマザー基板３３で各工程の様子を示す。中間物４０は、まず多数の回路基板１４が連結して配列した大判回路基板を準備し、次にこの大判回路基板の各回路基板１４が占める領域にＬＥＤダイ２０をフリップチップ実装し、最後にこの大判回路基板を切断して中間物４０を得る。
【００３６】
（ｂ）は、中間物４０をマザー基板３３に実装する実装工程を示している。マザー基板３３と中間物４０の接続は良く知られた半田リフローで行う。すなわちマザー基板３３の電極３２（図４参照）に半田ペーストを印刷し、半田ペースト上に中間物４０を配置したら、２６０℃程度の炉にマザー基板３３を入れ、外部接続電極１２，１３とマザー基板３３の電極３２を接続する。なお中間物４０を準備する別の方法として、ＬＥＤダイ２０が連結して配列したウェハーに、回路基板１４が連結して配列した集合基板を直接的に接合し、最後にこのウェハーと集合基板を同時に切断しても良い（例えば特開２０１０−１７７２２５号公報、図１）。この製造方法によれば、ＬＥＤダイ２０と回路基板１４の平面サイズが一致する。また個片化したＬＥＤダイ２０を回路基板１４上に再度配置する手番を省略できる。
【００３７】
（ｃ）は蛍光体キャップ１１を準備する蛍光体キャップ準備工程を示している。蛍光体キャップ１１は射出成型で多数の蛍光体キャップ１１が連結したシートを作成し、このシートを切断して単個の蛍光体キャップ１１を得る。蛍光体キャップ１１の材料であるシリコーン樹脂は、重合度３０００から１００００の線状ポリマーを主成分とし、シリカ系補強性充填剤、潤滑剤、各種添加剤を配合したもので、使用時に加硫剤を添加することにより加熱硬化する。
【００３８】
（ｄ）はマザー基板３３に実装した中間物４０に蛍光体キャップ１１を被せる被覆工程を示している。まず中間物４０に接着剤を塗布する。次に蛍光体キャップ１１を中間物４０に押し当てながら被せる。最後に加熱し接着剤を硬化させる。なお大判基板の場合は、このあと大判基板を切断して個片化したマザー基板３３を得る。
【００３９】
ＬＥＤ装置１０及びこのＬＥＤ装置１０を備える電子機器３０の色度を正確に管理するにはＬＥＤダイ２０についてピーク波長等の発光特性を知っている必要がある。ウェハー状態でＬＥＤダイ２０の発光特性を測定し、特性の分かったＬＥＤダイ２０をマザー基板３３に実装してもよいし、図５の（ｂ）で示した実装工程の後にＬＥＤダイ２０の発光特性を測定しても良い。これと並行して、図５（ｃ）で示した蛍光体キャップ準備工程において、蛍光体含有量の異なる複数種類の蛍光体キャップ１１を準備しておく。例えばＬＥＤダイ２０が青色で発光する場合、蛍光体キャップ１１に含まれる緑色の蛍光体、赤色の蛍光体の量及び比率を複数通り調整しておく。そしてＬＥＤダイ２０の特性にもとづいて目標とする色度に適合する蛍光体キャップ１１を選択する。
【００４０】
この手法は色度を正確に管理する場合だけでなく、色度の仕様変更に迅速に対応するのにも役立つ。例えば顧客が色度を指定してきた場合、予め準備しておいた蛍光体キャップ実装前の電子機器３０に、やはり予め準備しておいた蛍光体キャップ１１を組合せて製品
を提供することが可能となる。このように短時間で色度仕様の変更に対応できるため在庫管理にも柔軟に対応できる。
【００４１】
通常の実装手順は、ＬＥＤダイを回路基板に実装してから蛍光体で被覆し、続いて、このようにして作成したＬＥＤ装置をマザー基板に実装するものである。この手順を踏むならＬＥＤダイ２０に蛍光体キャップ１１を被せてから半田リフローでマザー基板３３に実装することになるが、本実施形態ではＬＥＤダイ２０をマザー基板３３に実装してから蛍光体キャップ１１を被せることにより前述の効果を得ている。また実施形態で示した製造工程では、蛍光体キャップ１１や接着剤１５に半田リフローの温度が掛からないので、耐熱性の低い材料が使える。
【符号の説明】
【００４２】
１０，１０ａ…ＬＥＤ装置（半導体発光装置）、
１１，１１ａ…蛍光体キャップ、
１２，１２ａ，１３，１３ａ…外部接続電極、
１４，１４ａ…回路基板、
１５…接着剤、
１６，１７…内部接続電極、
１８，１９…スルーホール電極、
２０…ＬＥＤダイ（半導体発光素子）、
２１…サファイア基板、
２２…ｎ型半導体層、
２３…ｐ型半導体層、
２４…絶縁膜、
２５，２６…突起電極、
３０…電子機器、
３１…半田、
３２…マザー基板の電極、
３３…マザー基板、
４０…中間物、
Ｌ１〜４…光線。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体層で被覆された半導体発光素子を含む半導体発光装置、及びその半導体発光装置をマザー基板に実装した電子機器、並びにその電子機器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェハーから切り出した半導体発光素子（以下特に断らない限りＬＥＤダイと呼ぶ）は、回路基板やリードフレームに実装しパッケージ化することが多い（以下ＬＥＤダイをパッケージ化したものをＬＥＤ装置と呼ぶ）。パッケージ化の一例として特許文献１の図１には、無機材質基板２（回路基板）にＬＥＤ１（ＬＥＤダイ）をフリップチップ実装し、ＬＥＤ１の上面と側面を波長変換層３（蛍光体層）で被覆したのち、ガラス蓋５でＬＥＤ１を封止した発光装置１０（ＬＥＤ装置）が示されている。このとき波長変換層３は、段落００２８に記載されているように、シリコーン樹脂により作成された蛍光体キャップであり、この蛍光体キャップをＬＥＤ１に被せたものである。
【０００３】
ＬＥＤダイが小さい場合、特許文献１に示された発光装置１０（ＬＥＤ装置）のように、マザー基板とＬＥＤダイとの電極間ピッチを調整するため、インターポーザとして回路基板やリードフレームが使われる。これに対しＬＥＤダイが大きくなると、ＬＥＤダイの底面にマザー基板の電極間ピッチと一致する接続用電極を形成できるようになる。例えば特許文献２の図５に示されている蛍光型ＬＥＤ２０（ＬＥＤ装置）は、ＬＥＤダイの底部に形成した外部接続用電極７，８が直接的にマザー基板の電極に接続する。このＬＥＤダイは、透明絶縁基板１の下面にｎ型及びｐ型の窒化物半導体層２，３及び絶縁層６を備え、ｐ側電極５及び接続電極１２を介してｐ型窒化物半導体層３と外部接続電極８とが接続し、同様にｎ側電極４及び接続電極１１を介してｎ型窒化物半導体層２と外部接続電極７とが接続している。なおＬＥＤダイを被覆する蛍光樹脂２１は、蛍光粒子を含有する樹脂キャップであり、ＬＥＤダイに被せて固定されている。
【０００４】
ふつうＬＥＤダイに含まれる半導体層は絶縁膜で被覆されているので、絶縁膜上にマザー基板と直接的に接続できる外部接続電極を形成すると良い。例えば特許文献２で示された蛍光型ＬＥＤ２０（ＬＥＤ装置）において、製造工程等を簡略化しようとする場合、絶縁層６が半導体層を覆う絶縁膜で置き換えられることになる。この絶縁膜は電気的に接続するための領域が開口しているので、この開口部を塞ぐようにしながら外部接続電極のピッチを調整することになる。またＬＥＤダイを被覆している蛍光体キャップは、ＬＥＤダイの周囲に均一な蛍光体層を簡単に形成できる。この蛍光体キャップは、製造を容易にするのに加え、蛍光体を節約できたり、方位角による発光色のムラを低減できたりする。以上のように、マザー基板と直接的に接続できる電極と蛍光体キャップとを組合せれば構造が簡単で製造が容易なＬＥＤ装置が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１７７３７５号公報 （図１、段落００２８）
【特許文献２】特開２０１１−９５７２号公報 （図５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながらこのようなＬＥＤ装置は、実装用の回路基板がない場合、回路基板が担っていたインターポーザやその他の機能を底部において電極構造や保護部材により補填しなければならない。インターポーザ機能としては、特許文献２のＬＥＤ装置（蛍光型ＬＥＤ２
０）のように、所望の位置に外部接続電極を配置するため金属配線を多層化して対応することが多い。また他の機能としては、例えばＬＥＤ装置の底面から侵入しようとする有害物質や応力の防止機能があげられる。有害物質としては水分や硫黄などがあり、絶縁膜のピンホールを通じて半導体層に侵入し半導体層を劣化させる。このため底面に配置する保護部材を強化しなくてはならない。また外部接続電極がＬＥＤ素子底面に直接的に形成されていると、外部から侵入して来る応力が半導体に含まれる金属層などを剥離させることがある。そこで外部接続電極の柔軟性や配線間の位置関係、金属層間の接続力などを調整して対応する。
【０００７】
以上のような不具合は回路基板があれば回路基板により軽減される。しかしながらＬＥＤ素子を回路基板上に実装している場合、ＬＥＤ素子又は蛍光体層から斜め下方向に出射する光が回路基板に衝突し、この光の一部は反射しＬＥＤ装置から出射するとしても、残りは損失となる。回路基板を小型化すればこの損失は低減するが、回路基板が存在する限りなくならない。
【０００８】
そこで本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、回路基板上に半導体発光素子と蛍光体キャップを備えた半導体発光装置において、小型化に際し斜め下方向の配光を改善しながら出射光束を増大した半導体発光装置及びこの半導体発光装置をマザー基板に実装した電子機器、並びにこの半導体発光装置をマザー基板に実装するための製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため本発明の半導体発光装置は、半導体発光素子をフリップチップ実装した回路基板を備える半導体発光装置において、
前記回路基板の平面形状が前記半導体発光素子の平面形状と略等しく、
蛍光体キャップが前記半導体発光素子の上面及び側面とともに前記回路基板の側面を被覆することを特徴とする。
【００１０】
この半導体発光装置は、回路基板上に半導体発光素子をフリップチップ実装し、回路基板ごと半導体発光素子を蛍光体キャップで覆い小型化を図ったものである。半導体発光素子から斜め下方向に出射する光線は、回路基板の平面形状と半導体発光素子の平面形状が略等しいため回路基板に当たることがない。この結果、半導体発光装置から斜め下方向に出射する光の範囲が拡大し配光特性が改善する。さらに反射損失がないため半導体発光装置から出射する光束も増加する。
【００１１】
前記蛍光体キャップは樹脂に蛍光体を混練したものであっても良い。
【００１２】
前記蛍光体キャップは接着剤で前記半導体発光素子に固定されていても良い。
【００１３】
上記目的を達成するため本発明の電子機器は、回路基板と該回路基板にフリップチップ実装した半導体発光素子とを備える半導体発光装置をマザー基板に実装した電子機器において、
前記半導体発光装置に含まれる前記回路基板の平面形状が前記半導体発光素子の平面形状と略等しく、
蛍光体キャップが前記半導体発光素子の上面及び側面とともに前記回路基板の側面を被覆していることを特徴とする。
【００１４】
この電子機器では、マザー基板に実装されている半導体発光装置に含まれる回路基板の平面形状が半導体発光素子の平面形状と略等しい。そして回路基板上に実装された半導体素子とともに回路基板を蛍光体キャップで被覆することにより、この半導体発光装置は小
型化が達成される。この半導体発光装置は、半導体発光素子から斜め下方向に出射しようとする光線が回路基板によって遮られることがないので配光分布が改善し、さらに反射損失がないため出射する光束が増大する。以上のように本発明の電子機器は、小型化に際し配光を改善しながら出射する光束を増大した半導体発光装置をマザー基板に実装したものとなる。
【００１５】
上記目的を達成するため本発明の製造方法は、回路基板と該回路基板にフリップチップ実装した半導体発光素子とを備える半導体発光装置をマザー基板に実装した電子機器の製造方法において、
前記半導体発光素子の平面形状と略等しい平面形状を持つ回路基板に前記半導体発光素子をフリップチップ実装した中間物、並びにマザー基板を準備する素子準備工程と、
前記中間物を前記マザー基板に実装する実装工程と、
蛍光体を含有する蛍光体キャップを準備する蛍光体キャップ準備工程と、
前記マザー基板に実装された前記中間物に対し、前記蛍光体キャップにより前記半導体発光素子の上面及び側面とともに前記回路基板の側面を被覆する被覆工程と
を備えることを特徴とする。
【００１６】
この製造方法では、まず回路基板に半導体発光素子をフリップチップ実装した中間物を準備する。このとき半導体発光素子の平面形状と回路基板の平面形状は略等しい。またこれと並行してマザー基板も準備する。次にこの中間物をマザー基板に実装する。続いて蛍光体を混練した透光性の樹脂等からなる蛍光体キャップを準備する。最後にこの蛍光体キャップで中間物全体、すなわち半導体発光素子の上面及び側面とともに前記回路基板の側面を蛍光体キャップにより被覆する。この半導体発光装置は、半導体発光素子から斜め下方向に出射しようとする光線が回路基板によって遮られることがないので配光分布が改善し、さらに反射損失がないため出射する光束が増大する。以上のように本発明の電子機器の製造方法は、半導体発光装置の小型化に際し配光を改善しながら出射する光束を増大した半導体発光装置をマザー基板に実装した電子機器を製造できる。
【００１７】
前記実装工程の後に前記半導体発光素子の発光特性を測定しても良い。
【００１８】
前記蛍光体キャップ準備工程において、蛍光体の含有量が異なる複数種類の前記蛍光体キャップを準備し、前記半導体発光素子の特性にもとづいて目標とする色度に適合する蛍光体キャップを選択しても良い。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように本発明の半導体発光装置及びその半導体発光装置を備えた電子機器並びにその電子機器の製造方法では、半導体発光装置の小型化に際し配光を改善しながら出射する光束を増大する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態におけるＬＥＤ装置の外形図。
【図２】図１のＬＥＤ装置の断面図。
【図３】図１のＬＥＤ装置の配光の説明図。
【図４】図１のＬＥＤ装置をマザー基板に実装した電子機器の断面図。
【図５】図１のＬＥＤ装置を実装した電子機器の製造方法の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図１〜５を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また説明のため部材の縮尺は適宜変更している。さらに特許請求の範囲に記載した発
明特定事項との関係をカッコ内に記載している。
【００２２】
図１により本発明のＬＥＤ装置１０（半導体発光装置）の外観を説明する。図１はＬＥＤ装置１０の外観を示す外形図であり、（ａ）が正面図、（ｂ）が底面図である。ＬＥＤ装置１０を正面から眺めると、蛍光体キャップ１１の下部から突出した外部接続電極１２，１３が見える（ａ）。なお図示していないがＬＥＤ装置１０を上面から眺めると蛍光体キャップ１１のみが見える。ＬＥＤ装置１０を下から眺めると、蛍光体キャップ１１の内側に接着剤１５、その内側に回路基板１４、その内側に外部接続電極１２，１３が見える（ｂ）。
【００２３】
図２によりＬＥＤ装置１０の内部構造を説明する。図２は図１（ｂ）のＡＡ線に沿って描いたＬＥＤ装置１０の断面図である。ＬＥＤ装置１０は、回路基板１４と、その回路基板１４にフリップチップ実装したＬＥＤダイ２０（半導体発光素子）と、ＬＥＤダイ２０と回路基板１４を接着剤１５を介して被覆している蛍光体キャップ１１とからなる。
【００２４】
ＬＥＤダイ２０は、サファイア基板２１と、サファイア基板２１の底面に形成されたｎ型半導体層２２と、ｎ型半導体層２２の下に形成されたｐ型半導体層２３と、ｐ型及びｎ型半導体層２３，２２を覆い開口部を有する絶縁膜２４と、絶縁膜２４の開口部においてそれぞれｐ型及びｎ型半導体層２３，２２と接続する突起電極２５，２６とを備えている。サファイア基板２１は透明絶縁基板であり厚さが８０〜１２０μｍである。ｎ型半導体層２２はＧａＮバッファ層とｎ型ＧａＮ層からなり厚さが５μｍ程度である。ｐ型半導体層２３は、反射や原子拡散防止などさまざまな機能に対応する金属多層膜とｐ型ＧａＮ層からなり厚みが１μｍ程度である。図示していないが発光層はｐ型半導体層２３とｎ型半導体層２２の境界部にあり、平面形状はｐ型半導体層２３とほぼ等しい。絶縁膜２４はＳｉＯ２やポリイミドからなり厚さが数１００ｎｍ〜１μｍ程度である。突起電極２５，２６はＡｕ又はＣｕをコアとするバンプであり、電解メッキ法で形成し厚さが１０〜３０μｍ程度である。
【００２５】
回路基板１４は、上面に内部接続電極１６，１７、並びに下面に外部接続電極１２，１３が形成され、内部接続電極１６，１７と外部接続電極１２，１３はスルーホール電極１８，１９で接続している。回路基板１４の板材は、金属、セラミック、樹脂などから熱伝導性等を考慮して選択する。内部接続電極１６，１７及び外部接続電極１２，１３はＮｉとＡｕをメッキした銅箔であり、厚さは数μｍ〜５０μｍ程度である。スルーホール電極１８，１９は直径１００〜数１００μｍのスルーホールに金属ペーストを充填したものである。回路基板１４は平面的にＬＥＤダイ２０より数１０〜１００μｍ程度大きく、ＬＥＤダイ２０の平面サイズの公差、実装精度、複数の回路基板１４が連結した大判回路基板から回路基板１４を切断分離する際の精度を加味している。
【００２６】
蛍光体キャップ１１は、蛍光体を含有したシリコーン樹脂からなり、上側が閉じた箱形をしている。シリコーン樹脂はミラブルであり柔軟性を有する。ここでミラブルとはゴム状に架橋したシリコーンを硫黄でさらに架橋したものであるが、硬質のシリコーンに比べ架橋が少なくなっている。蛍光体キャップ１１の上面と側面は厚さが１００〜２００μｍである。なお蛍光体キャップ１１は回路基板１４ごとＬＥＤダイ２０を覆っているので、ＬＥＤダイ２０の底面の周辺部から洩れ出そうとする光を遮る、若しくは波長変換する。蛍光体キャップ１１とＬＥＤダイ２０を接着する接着剤１５は、サファイア基板２１の屈折率と蛍光体キャップの屈折率を連続的に変化させ発光効率を低下させないという機能もある。接着剤１５はＬＥＤダイ２０の下部や回路基板１４の側部にも存在することが好ましい。
【００２７】
ＬＥＤダイ２０の突起電極２５，２６と回路基板の内部接続電極１６，１７はＡｕ−Ｓ
ｎ共晶により接続させると良い。このＡｕ−Ｓｎ共晶接合は、突起電極２５，２６若しくは内部接続電極１６，１７上にＡｕ−Ｓｎ合金層を形成し、Ａｕ−Ｓｎ合金層を溶融させてそれぞれの電極を接合する。Ａｕ−Ｓｎ共晶接合は溶融温度を３００〜４００℃に設定できるため、ＬＥＤ装置１０をマザー基板３３（図４参照）に半田リフローで接合するとき、突起電極２５，２６と内部接続電極１６，１７の接続部を固体状態にしておけるため好ましい。ちなみに半田リフローは２６０℃程度である。
【００２８】
次に図３によりＬＥＤ装置１０の配光を説明する。図３はＬＥＤ装置１０の配光の説明図であり、（ａ）がＬＥＤ装置１０、（ｂ）が比較例のＬＥＤ装置１０ａを示している。なお図３では、ＬＥＤダイ２０のｐ型及びｎ型半導体層２３，２２、回路基板１４の内部接続電極１６，１７等（図２参照）を図示せず、ＬＥＤダイ２０及び回路基板１４を簡略化して描いている。比較例として示したＬＥＤ装置１０ａは、外部接続電極１２ａ，１３ａを備えた回路基板１４ａ上にフリップチップ実装したＬＥＤダイ２０と、ＬＥＤダイ２０に被せた蛍光体キャップ１１ａを備えている。
【００２９】
（ａ）においてサファイア基板２１の下部にある発光層（図示せず）から出射した光線Ｌ１は、サファイア基板２１の上面で反射し、さらにサファイア基板２１の側面から蛍光体キャップ１１に入射し、そのまま直進してＬＥＤ装置１０の斜め下方向に出射する。同様にサファイア基板２１の下部にある発光層から出射した光線Ｌ２は、サファイア基板２１の側面から蛍光体キャップ１１に入射し、蛍光体キャップ１１に含有される蛍光体（図示せず）により波長変換されるとともに進行方向が変わり、ＬＥＤ装置１０の斜め下方向に出射する。
【００３０】
これに対し回路基板１４ａを小さくしただけで小型化を図ったＬＥＤ装置１０ａでは、（ｂ）に示すようにサファイア基板２１の下部にある発光層（図示せず）から出射した光線Ｌ３が、サファイア基板２１の上面で反射したのち、サファイア基板２１の側面から蛍光体キャップ１１ａに入射し、回路基板１４ａに当たる。この光線Ｌ３は一部が反射し、一部が吸収される。同様にサファイア基板２１の下部にある発光層から出射した光線Ｌ４は、サファイア基板２１の側面から蛍光体キャップ１１ａに入射し、蛍光体キャップ１１ａに含有される蛍光体（図示せず）により波長変換されるとともに進行方向が変わり、回路基板１４ａに当る。この光線Ｌ４も一部が反射し、一部が吸収される。
【００３１】
以上のようにＬＥＤ装置１０は、回路基板１４の平面形状とＬＥＤダイ２０の平面形状が略等しいため、ＬＥＤダイ２０又は蛍光体キャップ１１から斜め下方向に出射する光線Ｌ１，Ｌ２が回路基板１４ａに当たらない。この結果、ＬＥＤ装置１０から斜め下方向に出射する光の範囲が拡大し配光特性が改善する。さらに反射損失がないためＬＥＤ装置１０から出射する光束も増加する。
【００３２】
またＬＥＤ装置１０は、回路基板１４が比較例のＬＥＤ装置１０ａに含まれる回路基板１４ａよりも小さいため、比較的高価な回路基板材料を節約できる。例えば０．８ｍｍ×０．３ｍｍのＬＥＤダイ２０を使って、１．０ｍｍ×０．５ｍｍのＬＥＤ装置を作成する場合、ＬＥＤ装置１０の回路基板１４の平面積が０．２４ｍｍ２程度であるのに対し、ＬＥＤ装置１０ａの回路基板１４ａの平面積は０．５０ｍｍ２になってしまう。なおこの概算にはさまざまな精度や公差は無視した。
【００３３】
次に図４によりＬＥＤ装置１０を備えた電子機器３０を説明する。図４はＬＥＤ装置１０をマザー基板３３に実装した電子機器３０の断面図である。マザー基板３３の上面には電極３２が形成されている。マザー基板３３には抵抗やコンデンサなど図示していない電子部品が同時に実装されていることが多い。マザー基板３３の電極３２は銅箔上にＮｉとＡｕがメッキされており、半田３１で外部接続電極１２，１３と接続している。
【００３４】
次に図５により電子機器３０の製造方法を説明する。図５はＬＥＤ装置１０を実装した電子機器３０の製造方法の説明図である。なお図５では、ＬＥＤダイ２０のｐ型及びｎ型半導体層２３，２２、回路基板１４の内部接続電極１６，１７並びにマザー基板３３の電極３２等（図４参照）を図示せず、ＬＥＤダイ２０、回路基板１４及びマザー基板３３を簡略化して描いている。
【００３５】
（ａ）は、マザー基板３３と中間物４０を準備する素子準備工程を示している。なおマザー基板３３が小さい場合、マザー基板３３が連結した大判基板に対して工程を進める場合が多い。しかし本実施形態では説明のため単個に分離されたマザー基板３３で各工程の様子を示す。中間物４０は、まず多数の回路基板１４が連結して配列した大判回路基板を準備し、次にこの大判回路基板の各回路基板１４が占める領域にＬＥＤダイ２０をフリップチップ実装し、最後にこの大判回路基板を切断して中間物４０を得る。
【００３６】
（ｂ）は、中間物４０をマザー基板３３に実装する実装工程を示している。マザー基板３３と中間物４０の接続は良く知られた半田リフローで行う。すなわちマザー基板３３の電極３２（図４参照）に半田ペーストを印刷し、半田ペースト上に中間物４０を配置したら、２６０℃程度の炉にマザー基板３３を入れ、外部接続電極１２，１３とマザー基板３３の電極３２を接続する。なお中間物４０を準備する別の方法として、ＬＥＤダイ２０が連結して配列したウェハーに、回路基板１４が連結して配列した集合基板を直接的に接合し、最後にこのウェハーと集合基板を同時に切断しても良い（例えば特開２０１０−１７７２２５号公報、図１）。この製造方法によれば、ＬＥＤダイ２０と回路基板１４の平面サイズが一致する。また個片化したＬＥＤダイ２０を回路基板１４上に再度配置する手番を省略できる。
【００３７】
（ｃ）は蛍光体キャップ１１を準備する蛍光体キャップ準備工程を示している。蛍光体キャップ１１は射出成型で多数の蛍光体キャップ１１が連結したシートを作成し、このシートを切断して単個の蛍光体キャップ１１を得る。蛍光体キャップ１１の材料であるシリコーン樹脂は、重合度３０００から１００００の線状ポリマーを主成分とし、シリカ系補強性充填剤、潤滑剤、各種添加剤を配合したもので、使用時に加硫剤を添加することにより加熱硬化する。
【００３８】
（ｄ）はマザー基板３３に実装した中間物４０に蛍光体キャップ１１を被せる被覆工程を示している。まず中間物４０に接着剤を塗布する。次に蛍光体キャップ１１を中間物４０に押し当てながら被せる。最後に加熱し接着剤を硬化させる。なお大判基板の場合は、このあと大判基板を切断して個片化したマザー基板３３を得る。
【００３９】
ＬＥＤ装置１０及びこのＬＥＤ装置１０を備える電子機器３０の色度を正確に管理するにはＬＥＤダイ２０についてピーク波長等の発光特性を知っている必要がある。ウェハー状態でＬＥＤダイ２０の発光特性を測定し、特性の分かったＬＥＤダイ２０をマザー基板３３に実装してもよいし、図５の（ｂ）で示した実装工程の後にＬＥＤダイ２０の発光特性を測定しても良い。これと並行して、図５（ｃ）で示した蛍光体キャップ準備工程において、蛍光体含有量の異なる複数種類の蛍光体キャップ１１を準備しておく。例えばＬＥＤダイ２０が青色で発光する場合、蛍光体キャップ１１に含まれる緑色の蛍光体、赤色の蛍光体の量及び比率を複数通り調整しておく。そしてＬＥＤダイ２０の特性にもとづいて目標とする色度に適合する蛍光体キャップ１１を選択する。
【００４０】
この手法は色度を正確に管理する場合だけでなく、色度の仕様変更に迅速に対応するのにも役立つ。例えば顧客が色度を指定してきた場合、予め準備しておいた蛍光体キャップ実装前の電子機器３０に、やはり予め準備しておいた蛍光体キャップ１１を組合せて製品
を提供することが可能となる。このように短時間で色度仕様の変更に対応できるため在庫管理にも柔軟に対応できる。
【００４１】
通常の実装手順は、ＬＥＤダイを回路基板に実装してから蛍光体で被覆し、続いて、このようにして作成したＬＥＤ装置をマザー基板に実装するものである。この手順を踏むならＬＥＤダイ２０に蛍光体キャップ１１を被せてから半田リフローでマザー基板３３に実装することになるが、本実施形態ではＬＥＤダイ２０をマザー基板３３に実装してから蛍光体キャップ１１を被せることにより前述の効果を得ている。また実施形態で示した製造工程では、蛍光体キャップ１１や接着剤１５に半田リフローの温度が掛からないので、耐熱性の低い材料が使える。
【符号の説明】
【００４２】
１０，１０ａ…ＬＥＤ装置（半導体発光装置）、
１１，１１ａ…蛍光体キャップ、
１２，１２ａ，１３，１３ａ…外部接続電極、
１４，１４ａ…回路基板、
１５…接着剤、
１６，１７…内部接続電極、
１８，１９…スルーホール電極、
２０…ＬＥＤダイ（半導体発光素子）、
２１…サファイア基板、
２２…ｎ型半導体層、
２３…ｐ型半導体層、
２４…絶縁膜、
２５，２６…突起電極、
３０…電子機器、
３１…半田、
３２…マザー基板の電極、
３３…マザー基板、
４０…中間物、
Ｌ１〜４…光線。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光素子をフリップチップ実装した回路基板を備える半導体発光装置において、
前記回路基板の平面形状が前記半導体発光素子の平面形状と略等しく、
蛍光体キャップが前記半導体発光素子の上面及び側面とともに前記回路基板の側面を被覆することを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記蛍光体キャップは樹脂に蛍光体を混練したものであることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記蛍光体キャップは接着剤で前記半導体発光素子に固定されていていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
回路基板と該回路基板にフリップチップ実装した半導体発光素子とを備える半導体発光装置をマザー基板に実装した電子機器において、
前記半導体発光装置に含まれる前記回路基板の平面形状が前記半導体発光素子の平面形状と略等しく、
蛍光体キャップが前記半導体発光素子の上面及び側面とともに前記回路基板の側面を被覆していることを特徴とする電子機器。
【請求項５】
回路基板と該回路基板にフリップチップ実装した半導体発光素子とを備える半導体発光装置をマザー基板に実装した電子機器の製造方法において、
前記半導体発光素子の平面形状と略等しい平面形状を持つ回路基板に前記半導体発光素子をフリップチップ実装した中間物、並びにマザー基板を準備する素子準備工程と、
前記中間物を前記マザー基板に実装する実装工程と、
蛍光体を含有する蛍光体キャップを準備する蛍光体キャップ準備工程と、
前記マザー基板に実装された前記中間物に対し、前記蛍光体キャップにより前記半導体発光素子の上面及び側面とともに前記回路基板の側面を被覆する被覆工程と
を備えることを特徴とする電子機器の製造方法。
【請求項６】
前記実装工程の後に前記半導体発光素子の発光特性を測定することを特徴とする請求項５に記載の電子機器の製造方法。
【請求項７】
前記蛍光体キャップ準備工程において、蛍光体の含有量が異なる複数種類の前記蛍光体キャップを準備し、前記半導体発光素子の特性にもとづいて目標とする色度に適合する蛍光体キャップを選択することを特徴とする請求項５又は６に記載の電子機器の製造方法。
【請求項１】
半導体発光素子をフリップチップ実装した回路基板を備える半導体発光装置において、
前記回路基板の平面形状が前記半導体発光素子の平面形状と略等しく、
蛍光体キャップが前記半導体発光素子の上面及び側面とともに前記回路基板の側面を被覆することを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記蛍光体キャップは樹脂に蛍光体を混練したものであることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記蛍光体キャップは接着剤で前記半導体発光素子に固定されていていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
回路基板と該回路基板にフリップチップ実装した半導体発光素子とを備える半導体発光装置をマザー基板に実装した電子機器において、
前記半導体発光装置に含まれる前記回路基板の平面形状が前記半導体発光素子の平面形状と略等しく、
蛍光体キャップが前記半導体発光素子の上面及び側面とともに前記回路基板の側面を被覆していることを特徴とする電子機器。
【請求項５】
回路基板と該回路基板にフリップチップ実装した半導体発光素子とを備える半導体発光装置をマザー基板に実装した電子機器の製造方法において、
前記半導体発光素子の平面形状と略等しい平面形状を持つ回路基板に前記半導体発光素子をフリップチップ実装した中間物、並びにマザー基板を準備する素子準備工程と、
前記中間物を前記マザー基板に実装する実装工程と、
蛍光体を含有する蛍光体キャップを準備する蛍光体キャップ準備工程と、
前記マザー基板に実装された前記中間物に対し、前記蛍光体キャップにより前記半導体発光素子の上面及び側面とともに前記回路基板の側面を被覆する被覆工程と
を備えることを特徴とする電子機器の製造方法。
【請求項６】
前記実装工程の後に前記半導体発光素子の発光特性を測定することを特徴とする請求項５に記載の電子機器の製造方法。
【請求項７】
前記蛍光体キャップ準備工程において、蛍光体の含有量が異なる複数種類の前記蛍光体キャップを準備し、前記半導体発光素子の特性にもとづいて目標とする色度に適合する蛍光体キャップを選択することを特徴とする請求項５又は６に記載の電子機器の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−１０５８２６（Ｐ２０１３−１０５８２６Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４７３８４（Ｐ２０１１−２４７３８４）
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００００１９６０）シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【出願人】（０００１３１４３０）シチズン電子株式会社 (798)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００００１９６０）シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【出願人】（０００１３１４３０）シチズン電子株式会社 (798)
【Ｆターム（参考）】
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