JP2007194525A - Semiconductor light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体発光素子からの光で蛍光体を発光させ、半導体発光素子からの光と蛍光体からの光を合成した光を発光させる半導体発光装置にかかわる。特にパワーLED(Light Emitting Device)と呼ばれる大消費電力用の半導体発光装置にかかわるものである。 The present invention relates to a semiconductor light emitting device that emits a phosphor by light from a semiconductor light emitting element and emits light obtained by synthesizing light from the semiconductor light emitting element and light from the phosphor. In particular, the present invention relates to a semiconductor light emitting device for high power consumption called a power LED (Light Emitting Device).
青色の発光が可能な半導体発光装置が実用化され、さまざまな色合いの発光装置が設計できるようになった。すなわち、半導体発光素子と各種の色を発光する蛍光体を組み合わせる事でさまざまな色合いを発光させることが可能だからである。以後、半導体発光素子だけで構成する「単色型発光装置」に対して、半導体発光素子と蛍光体を組み合わせた発光装置を「混合型発光装置」または単に「発光装置」と呼ぶ。従って混合型発光装置は、半導体発光装置に含まれる。 Semiconductor light emitting devices capable of emitting blue light have been put into practical use, and light emitting devices of various colors can be designed. In other words, it is possible to emit various shades by combining the semiconductor light emitting element and phosphors emitting various colors. Hereinafter, a light emitting device in which a semiconductor light emitting element and a phosphor are combined is referred to as a “mixed light emitting device” or simply “light emitting device” in contrast to a “monochromatic light emitting device” composed of only semiconductor light emitting elements. Therefore, the mixed light emitting device is included in the semiconductor light emitting device.
例えば、白色の発光装置は、青色の半導体発光素子と黄色の蛍光体を組み合わせてできる。しかし、青色と黄色のわずかな混合の誤差で、発光波長に違いが生じ、白色といっても色合いに違いが生じる。発光装置として一定の色合いを実現するためには、蛍光体の部分における密度や厚みを調節して最終製品の色合いを調整しなければならない(特許文献1参照)。 For example, a white light emitting device can be formed by combining a blue semiconductor light emitting element and a yellow phosphor. However, a slight mixing error between blue and yellow causes a difference in emission wavelength, and even in white, a difference in hue occurs. In order to achieve a certain color as a light emitting device, the color of the final product must be adjusted by adjusting the density and thickness of the phosphor portion (see Patent Document 1).
このように、混合型発光装置においては、半導体発光素子と蛍光体の部分の微妙なバランスで色合いを実現している。そのため、各部の特性の製造後の経時変化もできるだけ少なくなるような工夫を行う必要がある。 As described above, in the mixed light emitting device, the hue is realized by a delicate balance between the semiconductor light emitting element and the phosphor portion. Therefore, it is necessary to devise such that the change in the characteristics of each part with time after production is minimized.
例えば、使用できる発光素子が短波長化したために、蛍光体を混ぜ込む樹脂が経時的に劣化することに対する対策として樹脂の組成を特定するもの(特許文献2参照)、製造時の封止時に加わる熱歪から発光素子の動作不良や封止部分の剥離を回避するために緩和層を設ける工夫(特許文献3および特許文献4)がある。
混合型発光装置の中で特にパワーLEDと呼ばれる発光量の多いタイプのものは、上記のような問題の他に発熱に対する対策が必要となる。なお、パワーLEDには蛍光体を用いない単色の半導体発光装置もある。 Among mixed type light emitting devices, a type having a large amount of light emission called a power LED requires measures against heat generation in addition to the above problems. There is also a monochromatic semiconductor light-emitting device that does not use a phosphor in the power LED.
パワーLEDは、一般に数百mA(ミリアンペア)から1A(アンペア)以上の大電流を流して使用する半導体発光装置を指し、主として照明や大形ディスプレイなどの用途に使われる。大電流を流して多くの発光量を得るため、ジュール熱によって装置全体が熱を持つ。パワーLEDに属する混合型発光装置の場合は、この熱によって蛍光体の発光効率が低下するという課題が生じる。蛍光体の発光効率の低下は、蛍光体の発する色合いの変化をもたらし、混合型発光装置全体としての色合いの変化をもたらすこととなる。言い換えると、点灯後、発光装置の温度が上がるにしたがって、色合いが変わるという課題が生じる。 The power LED generally refers to a semiconductor light emitting device that is used by flowing a large current of several hundred mA (milliampere) to 1 A (ampere) or more, and is mainly used for applications such as lighting and large displays. In order to obtain a large amount of light emission by flowing a large current, the entire device has heat due to Joule heat. In the case of a mixed light emitting device belonging to a power LED, a problem arises that the luminous efficiency of the phosphor is reduced by this heat. A decrease in the luminous efficiency of the phosphor brings about a change in the hue emitted by the phosphor, resulting in a change in the hue of the mixed light emitting device as a whole. In other words, after lighting, there is a problem that the color changes as the temperature of the light emitting device increases.
そこで、蛍光体の温度上昇を回避しようとすると、半導体発光素子を断熱する必要がある。しかし、断熱のし過ぎは逆に半導体発光素子への熱ダメージを引き起こし、寿命の低下を招く。従って、蛍光体層の温度上昇の防止と、半導体発光素子への熱ダメージはバランスを取らなければならず、断熱層はその厚みを精密に制御する必要がある。 Therefore, in order to avoid the temperature rise of the phosphor, it is necessary to insulate the semiconductor light emitting element. However, excessive heat insulation conversely causes thermal damage to the semiconductor light emitting element, leading to a reduction in life. Therefore, prevention of temperature rise of the phosphor layer and thermal damage to the semiconductor light emitting element must be balanced, and the thickness of the heat insulating layer needs to be precisely controlled.
本発明はこのような課題を解決するために発想されたものである。 The present invention has been conceived in order to solve such problems.
本発明はかかる課題を解決するために、半導体発光素子と蛍光体の間に細かく制御した断熱層を設ける。具体的には、印刷法を用いて、1mm以下の精度で厚みを制御された断熱層を設ける。そして、その断熱層の外側に蛍光体層を配置する。 In order to solve this problem, the present invention provides a finely controlled heat insulating layer between the semiconductor light emitting element and the phosphor. Specifically, a heat insulating layer whose thickness is controlled with an accuracy of 1 mm or less is provided using a printing method. And a fluorescent substance layer is arrange | positioned on the outer side of the heat insulation layer.
また、その蛍光体層に用いる樹脂には熱伝導率の高い特性を持たせる。具体的には、樹脂中に透明で熱伝導性のよいフィラーを混入させて、熱伝導性を高める。 Further, the resin used for the phosphor layer has a high thermal conductivity. Specifically, a transparent filler with good thermal conductivity is mixed in the resin to increase the thermal conductivity.
本発明は、大電流を流して発熱する半導体発光素子に、蛍光体を含む層を直接触れさせない構造になる。従って、発光に伴う発熱による蛍光体の効率低下を緩和させることができ、装置としての発色の温度特性を小さくできるという効果がある。 The present invention has a structure in which a phosphor-containing layer is not directly touched to a semiconductor light emitting element that generates heat by passing a large current. Accordingly, it is possible to alleviate the decrease in efficiency of the phosphor due to heat generated by light emission, and to reduce the temperature characteristic of color development as an apparatus.
(実施の形態1)
図1に本発明の混合型発光装置の断面図(混合型発光装置を主発光面に垂直な面で切った面)を示す。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a mixed light emitting device of the present invention (a surface obtained by cutting the mixed light emitting device along a surface perpendicular to the main light emitting surface).
なお、主発光面側とは、半導体発光素子10に対して、図1におけるX軸の正の方向をいう(以下、本明細書中について同じ)。 Note that the main light emitting surface side refers to the positive direction of the X axis in FIG. 1 with respect to the semiconductor light emitting element 10 (hereinafter, the same applies to the present specification).
混合型発光装置1の各部の詳細な説明に先立ち、この混合型発光装置1の概要を示す。
Prior to detailed description of each part of the mixed
混合型発光装置1は、半導体発光素子10と、半導体発光素子10を搭載し、上部に電極を配したサブマウント15と、半導体発光素子10の主発光面側を含む周囲を覆っている断熱層11と、サブマウント15の内部に設けられた導電性のあるスルーホール14を通じて半導体発光素子10と電気的に導通するリードフレーム16と、リードフレームと一体に形成された放熱部材17と、断熱層11の周囲に設けられた蛍光体層12を備えている。
The mixed light-
図1ではリードフレーム16と放熱部材17を一体として表しているが、放熱部材17はリードフレームとは、別々に構成されていてもよい。リードフレーム16と放熱部材17が一体となっている場合、放熱部材17とはサブマウント15に接触しているリードフレーム16の部分を含むことを意味する。以下の実施の形態においても同じである。
In FIG. 1, the
混合型発光装置1は以下のように動作する。外部から供給される電流は、リードフレーム16の一方から、スルーホール14を通じて半導体発光素子10内のPN接合に流れる。そして、電流は、もう一方のスルーホール14を通じて、他方のリードフレーム16へと流れる。電流が、半導体発光素子10内のPN接合を通ることで、半導体発光素子10が発光する。ここで発光する光の一部は、蛍光体層12の蛍光体110により波長変換され、混合された光が発光しているように見える。
The mixed
発光量を多くするために電流量を多くすると、主として半導体発光素子10が発熱する。この熱はサブマウント15から放熱部材17に伝わる事によって放熱される。一方、半導体発光素子10の周囲には、断熱層11が配置されているので、蛍光体層12に直接熱が伝わりにくい。この構成により、蛍光体層12は熱によって温度上昇しにくくなる。すなわち、発光効率が低下しにくくなり、色合いが変化しにくいという効果を得る事ができる。
When the amount of current is increased in order to increase the amount of light emission, the semiconductor
図1に示した混合型発光装置の作製方法について説明する。図2には、製造工程の1部を例示する。 A method for manufacturing the mixed light-emitting device illustrated in FIG. 1 will be described. FIG. 2 illustrates a part of the manufacturing process.
サブマウント15の材料に導電性を付与したスルーホール14を設けたサブマウント母材30を用意する(図2(a))。スルーホール14の位置にバンプ電極を形成した半導体発光素子10を配置する(図2(b))。半導体発光素子10を覆うように断熱層11をスクリーン印刷法で塗布する(図2(c))。印刷法を用いることによって、断熱層の厚みは1mm以下の精度で精密に制御することができる。また、一度に大量に作製することができコストダウンにも有利である。さらに、断熱層の形成後、上部を研磨機50などで研磨してもよい(図2(d))。
A submount base material 30 provided with through
その後、サブマウント母材30をスライサ55などで切断することで、サブマウント上に半導体発光素子を配し、断熱層で覆った発光素子ユニット20を得る(図2(e))。 Thereafter, the submount base material 30 is cut with a slicer 55 or the like, so that the semiconductor light emitting element is arranged on the submount and the light emitting element unit 20 covered with the heat insulating layer is obtained (FIG. 2E).
この方法によれば、サブマウント15の半導体発光素子の載置部分の面積は、断熱層11のX方向の断面積より、等しいか若しくは大きくなる。なお、X方向の断面積とは、図1のX方向を法線方向としたときの断面積をいう。
According to this method, the area of the mounting portion of the semiconductor light emitting element of the
リードフレーム16を所定の位置関係で金型に固定し、そこに溶融したフレーム基板13aの材料を流し込む。放熱部材17をリードフレーム16と別々にする場合は、放熱部材17も一体に成型する。
The
リードフレーム16と発光素子ユニット20を電気的に導電するように配置をした後、
蛍光体を樹脂中に分散させた蛍光体層12でトランスファーモールド技術により発光体ユニットの周囲を封止する。
After arranging the
The periphery of the light emitting unit is sealed with a
このようにして製造した後、電流を流し、発光テストをして、所望の色調になっているかを確認する。断熱層11及び蛍光体層12の量は予め設計値として決められているが、製造時の誤差によって、混入量にばらつきが生じる。蛍光体層12のばらつきは、色調のばらつきとなって現れる。
After manufacturing in this way, a current is passed and a light emission test is performed to confirm whether the desired color tone is obtained. The amounts of the
そこで、発光テストによって実際の色調を確認し、蛍光体層12を削って最終的に所望の色調となるように調整する。従って、蛍光体層12は予め少し多めになるように成型しておくのがよい。蛍光体層12の研磨は、ラッピングマシンなどを用いて研磨する。以上のように、最終の色調の調整を終えて、混合型発光装置1を得る。
Therefore, the actual color tone is confirmed by the light emission test, and the
(各部の構成)以下、混合型発光装置1の各構成について、より具体的に説明する。なお、各構成についての説明は、特に言わない限り、他の実施の形態においても同様である。
(Configuration of Each Part) Hereinafter, each configuration of the mixed light-emitting
(半導体発光素子10)半導体発光素子10は、窒化ガリウム系化合物からなる半導体を利用した青色LEDである。この半導体発光素子10は、図3に示すように、例えば、GaNを素材とした素子基板100の一方の面上に、GaNのn型層101、InGaNの活性層102及びGaNのp型層103をこの順で積層したものである。
(Semiconductor Light Emitting Element 10) The semiconductor
そして、p型層103の一部を、例えばエッチングによりn型層101を露出させる。この露出したn型層101の表面にn型電極104を形成している。p型層103の表面にはp型電極105が形成されている。この半導体発光素子10は、p型電極とn型電極の双方を一方の面に有する、いわゆる、片面電極タイプである。
Then, a part of the p-type layer 103 is exposed to the n-
そして、これらのn型電極104及びp型電極105は、それぞれバンプ106を介し、表面に電極を有し、導電性を付与されたスルーホールを有するサブマウント15と電気的に接続されている。バンプ106の材料は、例えばAuを用いることができるが、導電性の材料であればよい。バンプ106を用いて接続する方法は、発光光源の照射方向に光出力を遮るものがないので好ましい。
The n-type electrode 104 and the p-
なお、青色LEDの構成としては、ここで挙げた例に限定されるものではない。例えば、素子基板100としては、SiCを用いても良いし、絶縁性のサファイアを用いても良い。また例えば、n型層101やp型層103としては、AlGaNやInGaNを用いてもよいし、n型層101と、素子基板100との間に、GaNやInGaNで構成したバッファ層を用いることも可能である。また、例えば、活性層102は、InGaNとGaNが交互に積層した多層構造(量子井戸構造)としてもよい。
In addition, as a structure of blue LED, it is not limited to the example given here. For example, as the
(断熱層11)断熱層11は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂及びフッ素樹脂から選択される一種または2種以上の組み合わせからなる。特に、シリコーン樹脂は、弾性が大きく、半導体発光素子を外力から保護でき、また耐熱性及び耐光性に優れているので、より好ましい。また、断熱層11はシロキサン系の樹脂であってもよい。
(Heat insulation layer 11) The
(蛍光体層12)蛍光体層12は、上述した青色LEDから発せられた青色光の一部を、内部に含む蛍光体110により、黄色光(540nm以上600nm以下の範囲にピークを持つ光)に変換している。青色光と黄色光との混色により、半導体発光装置1全体としては、白色光を発する。
(Phosphor layer 12) The
蛍光体層12は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂及びフッ素樹脂を主成分とする樹脂に蛍光体110を分散して構成する。特に非シリコーン樹脂としては、シロキサン系の樹脂やポリオレフィン、シリコーン・エポキシハイブリッド樹脂などが好適である。
The
蛍光体層12の内部に分散して配置されている蛍光体110の平均粒形は、例えば、3μmから15μmであり、略球状である。この蛍光体110は、半導体発光素子10から放射された青色光を吸収し、励起された後、黄色光を発する黄色蛍光体である。このような黄色蛍光体としては、希土類ドープ窒化物系、または、希土類ドープ酸化物系の蛍光体が好ましい。例えば、希土類ドープガーネットの(Y・Sm)3(Al・Ga)5O12:Ceや(Y0.39Gd0.57Ce0.03Sm0.01)3Al5O12、希土類ドープアルカリ土類金属オルソ珪酸塩、希土類ドープチオガレート、希土類ドープアルミン酸塩等を好適に用いることができる。
The average particle shape of the
また、蛍光体層12には、熱伝導性の高い樹脂を用いる事で、断熱層11を通って蛍光体層12に到達した熱をできるだけ早く放熱させることができる。これは、蛍光体層12の温度上昇を防止するだけでなく、半導体発光素子10自体の放熱にも役立ち、半導体発光素子10の熱劣化の防止効果もある。
Moreover, the heat | fever which reached | attained the
樹脂に熱伝導性を付与する方法として、シリカなどの透明フィラーや発光波長より小さな粒径をもつフィラーを混入させることで、発光効率を低下させることなく、熱伝導性を高めることができる。 As a method for imparting thermal conductivity to the resin, by adding a transparent filler such as silica or a filler having a particle size smaller than the emission wavelength, the thermal conductivity can be increased without reducing the luminous efficiency.
(フレーム基板13a)フレーム基板はリードフレーム16や放熱部材17を一体とする。部材としては、例えば、LCP(Liquid Crystal Polymer)、ポリフタルアミド樹脂等の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂等を用いることができる。
(Frame Substrate 13a) The frame substrate integrates the
(サブマウント15)サブマウント15は、上面に半導体発光素子10を戴置し、表面に電極を有する構成をとる。
(Submount 15) The
図3を参照して、サブマウント15はスルーホール14を有し、表面の電極はこのスルーホールに電気的に導通する。したがって、このスルーホール14を介してリードフレーム16に接続される。すなわち、半導体発光素子10は、スルーホール14を有するサブマウント15に対して、フリップチップ接続される。
Referring to FIG. 3,
スルーホール14は、内部に、例えば銅、アルミニウム、金等からなる導電材料を含む。
The through
また、スルーホール14は、サブマウント15を含んでいればどのように形成されていてもよい。たとえば、サブマウント15の端面に沿って形成されていてもよい。この場合、対になるスルーホール14間の距離を大きくとることができるため、サブマウント15を小型化した場合であっても、大きな断面積を得る事ができる。すなわち、リードフレーム16との抵抗を低くする事ができる。
Further, the through
なお、サブマウント15は、ツェナーダイオード、Si(シリコン)ダイオード、Si、セラミック等を用いることができる。スルーホール14は、内部に、例えば銅、アルミニウム、金等からなる導電材料を含む。
The
このような構成にすれば半導体発光素子10は、ボンディングワイヤーを使用しないので、サブマウント15上にボンディングワイヤーを配置するための電極の領域を省くことができる。
With such a configuration, since the semiconductor
また、この構成により、半導体発光素子10の上方には光を遮るものがないため、輝度を向上させることができる。さらに、半導体発光素子10の電極を大きくすることができるので、光の反射量が大きくなると同時に、接合の信頼性を向上することができる作用を有する。
In addition, with this configuration, there is nothing to block light above the semiconductor
(リードフレーム16)リードフレーム16は、導電性と放熱性に優れた金属、例えば、銅合金などで作られる。
(Lead frame 16) The
(放熱部材17)放熱部材17は、放熱性に優れた部材からなることが好ましく、例えば、ヒートシンク、冷却体、PCB(Printed Circuit Boad、プリント配線板)等が該当する。放熱部材17は、フレーム基板13aからは露出しており、発光装置の外に熱を逃がす。リードフレーム16の肉厚部として一体に成型にされてもよい。
(Heat radiating member 17) The
(実施の形態2)
図4は、本発明の混合型発光装置の他の構成を示す。本実施の形態では、蛍光体層12も、断熱層11と共に、印刷法で形成する。この方法によれば、発光装置1自体を非常に小さく形成することができる。また、装置自体を小さくすることで、体積あたりの表面積が大きくなり、放熱効果は一層高まる。
(Embodiment 2)
FIG. 4 shows another configuration of the mixed light-emitting device of the present invention. In the present embodiment, the
簡単に作製方法を説明すると、断熱層11を形成するまでは図2と同じである。図2で切断工程に入る前に、蛍光体層12を再度印刷法で塗布する。このように形成した後切断し、蛍光体層も一緒になった発光素子ユニットが出来上がる。これを蛍光体層付発光素子ユニット24と呼ぶ。
The production method will be briefly described. It is the same as FIG. 2 until the
蛍光体層付発光素子ユニット24は、実施の形態1と同じく、フレーム基板でリードフレームと放熱部材が一体にされたものに接着され、図4に示す混合型発光装置を得る。 As in the first embodiment, the phosphor layer-attached light emitting element unit 24 is bonded to a frame substrate in which a lead frame and a heat dissipation member are integrated to obtain a mixed light emitting device shown in FIG.
(実施の形態3)
図5に本実施の形態の混合型発光装置を示す。本実施の形態では、発光素子ユニット20(指示番号は図中では省略)をハウジング13内に収め、ハウジング13内側を蛍光体層12で充填する。構成としては、実施の形態1とほぼ同じである。しかし、ハウジング13を用いるため、トランスファーモールドのような量産性は得られないが、蛍光体層12を充填する際のストレスが少なくて済む。そのため、ボンディングなどの方法での接続も可能になる。
(Embodiment 3)
FIG. 5 shows the mixed light-emitting device of this embodiment. In the present embodiment, the light emitting element unit 20 (the instruction number is omitted in the drawing) is housed in the
また、ハウジング13の内部に傾斜部18を設け、傾斜部18の部分を鏡面加工を施す事で発光装置1全体の発光効率が向上する。
Further, the light emitting efficiency of the entire
図5では、サブマウント15はスルーホールを有していない。サブマウント15上に設けられた電極から直接ボンディングワイヤー109によってリードフレーム16へ電気的な接続を図っている。
In FIG. 5, the
また、スルーホールによる電気接続でないために、リードフレーム16の一方を長く形成し、大きな放熱部材17を長い方のリードフレームと一体的に成型した。このようにすることで、サブマウントを通じた放熱という点からも効率が高くなる。なお、サブマウントに関しては図1に示す、スルーホール14を有したサブマウントを用いてもよい。その場合は、図1と同様のリードフレームの形状を用いるのが好適である。
Further, since it is not an electrical connection by a through hole, one of the lead frames 16 is formed long, and the large
また、サブマウントには、後述する実施の形態4で示すダイオードを用いることもできる。 In addition, a diode described in a fourth embodiment described later can be used for the submount.
本実施の形態の混合型発光装置の作製方法を簡単に述べる。図2に従って、発光素子ユニット20を作製する。放熱部材17と一体に成型したリードフレーム16とともに、一体的に成型したハウジング13に、発光素子ユニット20を載置する。リードフレーム16との間をボンディングワイヤー109で接続し、その後蛍光体層12をハウジング13内に充填する。
A method for manufacturing the mixed light-emitting device of this embodiment will be briefly described. The light emitting element unit 20 is produced according to FIG. The light emitting element unit 20 is mounted on the
ハウジング13の部材としては、例えば、LCP(Liquid Crystal Polymer)、ポリフタルアミド樹脂等の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂等を用いることができる。
As a member of the
発光素子ユニット20と放熱部材17との接着は、接着樹脂を用いる。サブマウント15をダイオードで構成した場合は、接着樹脂には導電性の樹脂(以下「導電性ペースト」)を用いる。
Adhesion resin is used for adhesion between the light emitting element unit 20 and the
例えば、半導体発光素子10からの下向きの光を主発光面側へ反射する機能および発光素子ユニット20から発生する熱を放熱部材17に伝えるために熱伝導性も持たせるために、Agペーストが好ましいが、特にAgペーストに限定するものではなく、熱伝導率の比較的高いCu,Au,Sn,Al,Niなどの金属ペーストでもよい。
For example, Ag paste is preferable for reflecting the downward light from the semiconductor
(実施の形態4)
図6に本実施の形態の混合型発光装置の構成を示す。本実施の形態では、発光素子ユニット20(指示番号は図中では省略)がハウジング13に載置されている点は実施の形態3と同じである。しかし、発光素子ユニット20の主発光面以外の四方を熱伝導性が高く、反射性を有するフィラー入り樹脂で覆う。熱伝導性が高く、反射性を有するフィラー入り樹脂を反射性樹脂層22と呼ぶ。
(Embodiment 4)
FIG. 6 shows the configuration of the mixed light-emitting device of this embodiment. The present embodiment is the same as the third embodiment in that the light emitting element unit 20 (the instruction number is omitted in the figure) is placed on the
発光素子ユニット20の主発光面上には蛍光体層12を充填する。
The
このような構成にすることによって、発光素子ユニット20から断熱層11を通して発生してきた熱を効果的に放熱することができる。また、反射性を有するフィラーを含有しているので、装置1全体の発光効率も低下することがない。
With such a configuration, heat generated from the light emitting element unit 20 through the
本実施の形態の混合型発光装置1の製造方法を簡単に説明する。図2にしたがって、発光素子ユニット20を形成する。リードフレーム16、放熱部材17を一体としたハウジング13を作製し、発光素子ユニット20を放熱部材17に載置し、ボンディングワイヤー109でリードフレーム16に接続する。発光素子ユニット20と放熱部材17の接着には実施の形態3で用いた導電性ペーストを用いる。
A method for manufacturing the mixed light-emitting
図6の場合はボンディングワイヤー109が1本だけであるが、サブマウント15を、ツェナーダイオードにした場合を示している。もちろん、セラミックなどでサブマウント15を構成し、2本のボンディングワイヤーでリードフレームと接続してもよいことは言うまでもない。
In the case of FIG. 6, there is only one
また、図1に示したスルーホールを有したサブマウントを用いる事もできる。 Further, a submount having a through hole shown in FIG. 1 can also be used.
その後、発光素子ユニットの四方が浸かるように、反射性樹脂ペーストを流し込む。この反射性樹脂ペーストが固まり、反射性樹脂層22を形成する。その後、蛍光体層12を充填し、本実施の形態の混合型発光装置を得る。
Thereafter, a reflective resin paste is poured so that the four sides of the light emitting element unit are immersed. The reflective resin paste is hardened to form the reflective resin layer 22. Thereafter, the
本実施の形態に用いる反射性樹脂層22の具体的な例を示す。なお、以下は例示でありこれに限定されるものではない。 The specific example of the reflective resin layer 22 used for this Embodiment is shown. In addition, the following is an illustration and is not limited to this.
本実施の形態では、反射性樹脂層22は発光素子ユニット20とリードフレーム16の両方に接しているので、絶縁性は必須の特性である。
In the present embodiment, since the reflective resin layer 22 is in contact with both the light emitting element unit 20 and the
反射性を有するフィラーとしては、硫酸バリウム,炭酸カルシウム,アルミナ,シリカ等の組成にCa,Ti,Ba,Al,Si,Mg,K,Oが含有された光反射粒子を含有したものがあげられる。 Examples of the filler having reflectivity include those containing light reflecting particles containing Ca, Ti, Ba, Al, Si, Mg, K, and O in a composition such as barium sulfate, calcium carbonate, alumina, and silica. .
具体的には、エポキシ樹脂系やアクリル樹脂系またはシリコーン樹脂系の樹脂を生地として、AlN,Al2O3,TiO2等の絶縁性の微粒子をフィラーとして混入したものを利用する。これらのフィラーの混入によって熱伝導性を高め、かつフィラー表面の白色光沢によって光の反射率も高める事ができる。 Specifically, an epoxy resin, an acrylic resin, or a silicone resin is used as a cloth, and insulating fine particles such as AlN, Al 2 O 3 , and TiO 2 are mixed as fillers. The heat conductivity can be increased by mixing these fillers, and the light reflectance can also be increased by the white gloss on the filler surface.
また、AlとSiO2,AgとSiO2との組合せをフィラーとしてもよく、SiO2の成分比を適切にすることによって、熱伝導性の向上と光の反射性が得られる。 Further, a combination of Al and SiO 2 , Ag and SiO 2 may be used as a filler, and by improving the component ratio of SiO 2 , improvement in thermal conductivity and light reflectivity can be obtained.
以上のように、本発明は、発熱による蛍光体の効率低下を低減し、発色する色合いの温度特性が少ない混合型発光装置(半導体発光装置)を提供することができるので、特にパワーLEDに好適に利用が可能である。 As described above, the present invention can provide a mixed light-emitting device (semiconductor light-emitting device) that reduces the decrease in efficiency of the phosphor due to heat generation and has less color characteristics of color to be developed, and is particularly suitable for power LEDs. Can be used.
10 半導体発光素子
11 断熱層
12 蛍光体層
13 ハウジング
13a フレーム基板
14 スルーホール
15 サブマウント
16 リードフレーム
17 放熱部材
22 反射性樹脂層
110 蛍光体
109 ボンディングワイヤー
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記半導体発光素子を被覆する蛍光体の含まれていない層と、
前記蛍光体が含まれていない層で被覆された前記半導体発光素子を載置するサブマウントを含む発光素子ユニットと、
前記蛍光体の含まれていない層に接触して配置された蛍光体層を
有する半導体発光装置。 A semiconductor light emitting device;
A phosphor-free layer covering the semiconductor light-emitting element;
A light emitting device unit including a submount on which the semiconductor light emitting device covered with a layer not containing the phosphor is placed;
The semiconductor light-emitting device which has the fluorescent substance layer arrange | positioned in contact with the layer which does not contain the said fluorescent substance.
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