特許 5746076 半導体発光デバイスパッケージのサブマウント及びそのサブマウントを備える半導体発光デバイスパッケージ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5746076

(24)【登録日】2015年5月15日

(45)【発行日】2015年7月8日

(54)【発明の名称】半導体発光デバイスパッケージのサブマウント及びそのサブマウントを備える半導体発光デバイスパッケージ

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/62 20100101AFI20150618BHJP

【ＦＩ】

   H01L33/00 440

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-56127(P2012-56127)

(22)【出願日】2012年3月13日

(62)【分割の表示】特願2009-507687(P2009-507687)の分割

【原出願日】2007年3月22日

(65)【公開番号】特開2012-109637(P2012-109637A)

(43)【公開日】2012年6月7日

【審査請求日】2012年3月13日

【審判番号】不服2014-13435(P2014-13435/J1)

【審判請求日】2014年7月10日

(31)【優先権主張番号】11/412,381

(32)【優先日】2006年4月27日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】592054856

【氏名又は名称】クリー インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＣＲＥＥ ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】110000855

【氏名又は名称】特許業務法人浅村特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】バン ピー．ロウ

(72)【発明者】

【氏名】ニコラス ダブリュ．メデンドープ ジュニア

(72)【発明者】

【氏名】ベルント ケラー

【合議体】

【審判長】 吉野 公夫

【審判官】 山村 浩

【審判官】 星野 浩一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−１８３９９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０２３０９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０８０３３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１８８３５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１９６７５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２２１５９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００３／０１４２５００（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−３１１４６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０６４４１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０５４３２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５１４３２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００２／０１５８２６１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−２３５６１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３２７９５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

H01L 33/00-33/64

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の側面と、前記第１の側面と対向する第２の側面と、複数のダイ取付用パッドを露出している中央領域とを有するパッケージ本体と、
モールドされた本体の前記第１の側面から延在する、第１の極性の複数の第１の電気的リード線と、
モールドされた本体の前記第２の側面から延在する、第１の極性とは反対の第２の極性の複数の第２の電気的リード線と、
前記パッケージ本体の前記中央領域の上のサブマウントであって、前記サブマウントの上に前記複数のダイ取付用パッドがあるサブマウントと、
前記パッケージ本体の前記中央領域にあるリセスであって、前記複数の第１の電気的リード線の少なくとも一部を露出させるリセスとを備え、
前記第１の電気的リード線のそれぞれは、前記複数のダイ取付用パッドの対応する１つに電気的に接続され、
前記パッケージ本体の上にあり、前記パッケージ本体の前記中央領域の上にある前記サブマウントと前記サブマウント近傍の前記リセスとを取り囲んでいる反射カップをさらに備えている発光デバイスのパッケージ。

【請求項2】

前記リセスは、第１のリセスを備え、
前記パッケージは、前記パッケージ本体の前記中央領域にあって、前記複数の第２の電気的リード線の少なくとも一部を露出させる第２のリセスをさらに備える請求項１に記載のパッケージ。

【請求項3】

前記第１の電気的リード線と、対応する前記ダイ取付用パッドとの間の複数のワイヤ・ボンディング接続線をさらに備える請求項１に記載のパッケージ。

【請求項4】

対応する前記ダイ取付用パッドの上に取り付けられた複数の発光デバイスと、
前記第２の電気的リード線と、対応する前記発光デバイスとの間の複数のワイヤ・ボンディング接続線とをさらに備える請求項１に記載のパッケージ。

【請求項5】

前記複数の発光デバイスは、互いに電気的に絶縁されている請求項４に記載のパッケージ。

【請求項6】

前記パッケージ本体は、前記複数の第１のリード線および前記複数の第２のリード線を備えるリードフレームにモールドされている請求項１に記載のパッケージ。

【請求項7】

前記パッケージ本体は上面と下面を有し、
前記パッケージは、前記中央領域内にあって、前記パッケージ本体の前記上面から前記下面へ延在するヒートシンク部材をさらに備え、
前記サブマウントは、前記ヒートシンク部材と接触している請求項１に記載のパッケージ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体発光デバイスに関し、より詳細には、半導体発光デバイスのパッケージに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体発光ダイオード等の固体光源を、発光デバイスによって放出される光に対する保護、色の選択、集光等の機能を提供するパッケージ内に取り付けることはよく知られている。固体発光デバイスとは、例えば、有機または無機の発光ダイオード(ＬＥＤ)である。発光ダイオード用のいくつかのパッケージが特許文献１〜３に記述されており、これらは、参照により、本明細書に全文が記載されているかのように本明細書に組み込まれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許出願公開第２００４／００７９９５７号明細書

【特許文献2】米国特許出願公開第２００４／０１２６９１３号明細書

【特許文献3】米国特許出願公開第２００５／０２６９５８７号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献に記載されたパッケージは、高出力の固体照明用途に適している。しかしながら、そこに記された進歩にもかかわらず、複数のＬＥＤを取り付けることのできる改善されたパッケージが依然として求められている。特に、いくつかの一般的な照明用途では、ＬＥＤパッケージが、可視スペクトルの異なる領域において発光する複数のＬＥＤを備えることが望まれている。ＬＥＤによって放出される光は、組み合わされて、所望の強度と、および／または、白色光その他の任意の所望の色等の光の色とを生成することができる。その場合、パッケージ中のＬＥＤは、比較的密に取り付けられることが望ましいであろう。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の実施形態は、上面、第１の側面、および、前記第１の側面と対向する第２の側面を有する支持部材（ｓｕｐｐｏｒｔ ｍｅｍｂｅｒ）と、前記支持部材の前記上面の上にあり、前記支持部材の前記第１の側面に近接した第１のボンディング領域および前記支持部材の前記第２の側面に向かって延在する第２のボンディング領域を有する第１の電気的ボンディング・パッド（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｂｏｎｄｐａｄ）と、前記支持部材の前記上面の上にあり、前記支持部材の前記第１の側面に近接したダイ取付領域および前記ダイ取付領域から前記支持部材の前記第２の側面に向かって延在する延長領域（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｒｅｇｉｏｎ）を有する第２の電気的ボンディング・パッドとを備える固体発光デバイスパッケージのサブマウントを提供する。前記第２の電気的ボンディング・パッドの前記ダイ取付領域は、電子デバイスを受け入れるように構成されていてもよい。前記サブマウントは、前記支持部材の前記上面にあって、前記支持部材の前記第２の側面と前記第２の電気的ボンディング・パッドの前記ダイ取付領域との間に位置する第３の電気的ボンディング・パッドをさらに備える。

【0006】

前記第３の電気的ボンディング・パッドは、ダイ取付領域とワイヤ・ボンディング領域とをさらに備えてもよい。前記第２の電気的ボンディング・パッドの前記延長領域は、前記第１の電気的ボンディング・パッドの前記第２のボンディング領域と前記第３の電気的ボンディング・パッドの前記ダイ取付領域との間に延在する。

【0007】

前記第１の電気的ボンディング・パッドの前記第１のボンディング領域は、前記第２の電気的ボンディング・パッドよりも前記支持部材の第１の側面のより近くに位置してもよい。前記第１の電気的ボンディング・パッドの前記第２のボンディング領域は、前記第２の電気的ボンディング・パッドの前記ダイ取付領域よりも前記支持部材の第２の側面のより近くに延在する。

【0008】

前記第２の電気的ボンディング・パッドの前記延長領域は、前記第１の電気的ボンディング・パッドの前記第２のボンディング領域よりも前記支持部材の第２の側面のより近くに延在してもよい。

【0009】

前記サブマウントは、前記支持部材の前記上面の上にあって、前記支持部材の第１の側面に近接した第１のボンディング領域および前記支持部材の前記第２の側面に向かって延在する第２のボンディング領域を有する第４の電気的ボンディング・パッドと、前記支持部材の前記上面の上にあって、前記支持部材の前記第１の側面に近接したダイ取付領域および前記支持部材の前記第２の側面に向かって延在する延長領域を有する第５の電気的ボンディング・パッドとをさらに備えてもよい。前記第５の電気的ボンディング・パッドの前記ダイ取付領域は、電子デバイスを受け入れるように構成されていてもよい。前記サブマウントは、前記支持部材の前記上面の上にあって、前記支持部材の前記第２の側面と前記第５の電気的ボンディング・パッドの前記ダイ取付領域との間に位置する第６の電気的ボンディング・パッドをさらに備えてもよい。

【0010】

前記第６の電気的ボンディング・パッドは、ダイ取付領域とワイヤ・ボンディング領域とをさらに備えてもよく、前記第５の電気的ボンディング・パッドの前記延長領域は、前記第４の電気的ボンディング・パッドの前記第２のボンディング領域と前記第６の電気的ボンディング・パッドの前記ダイ取付領域との間に延在してもよい。前記第４の電気的ボンディング・パッドの前記第１のボンディング領域は、前記第５の電気的ボンディング・パッドよりも前記支持部材の第１の側面のより近くに位置していてもよい。

【0011】

前記支持部材は、熱伝導性で電気的絶縁性の材料を含んでもよい。特定の実施形態では、前記支持部材は、ＳｉＣ、ＡｌＮおよび／またはダイヤモンドを含んでもよい。前記サブマウントは、前記支持部材の下面の上に半田付け可能な金属層（ｓｏｄｅｒａｂｌｅ ｍｅｔａｌ ｌａｙｅｒ）をさらに備えてもよい。

【0012】

前記第１の電気的ボンディング・パッドと前記第２の電気的ボンディング・パッドとは、約０．２ｍｍ以下のギャップで分離されていてもよい。特定の実施形態では、前記第１の電気的ボンディング・パッドと前記第２の電気的ボンディング・パッドとは約０．１ｍｍのギャップで分離されている。同様に、前記第２の電気的ボンディング・パッドと前記第３の電気的ボンディング・パッドとは、約０．２ｍｍ以下のギャップで分離されていてもよく、特定の実施形態では、約０．１ｍｍのギャップで分離されている。前記第１の電気的ボンディング・パッドと、前記第２の電気的ボンディング・パッドと、前記第３の電気的ボンディング・パッドは、Ｔｉ、Ｎｉ、およびＡｕを含む金属積層（ｌａｙｅｒｅｄ ｍｅｔａｌ ｓｔａｃｋ）を備えてもよい。

【0013】

本発明の実施形態による複数の発光デバイスのためのパッケージは、上面を有する本体（ｂｏｄｙ）と、前記本体の前記上面の上のサブマウントとを備える。前記サブマウントは、上面と、第１の側面と、前記第１の側面に対向する第２の側面とを備える。第１の電気的ボンディング・パッドが、前記サブマウントの前記上面の上にあって、前記サブマウントの前記第１の側面に近接した第１のボンディング領域および前記サブマウントの前記第２の側面に向かって延在する第２のボンディング領域を有する。第２の電気的ボンディング・パッドが、前記サブマウントの前記上面の上にあって、前記サブマウントの前記第１の側面に近接したダイ取付領域および前記ダイ取付領域から前記サブマウントの前記第２の側面に向かって延在する延長領域を有する。前記第２の電気的ボンディング・パッドの前記ダイ取付領域は、電子デバイスを受け入れるように構成されていてもよい。前記サブマウントは、前記サブマウントの前記上面の上にあって、前記サブマウントの前記第２の側面と前記第２の電気的ボンディング・パッドの前記ダイ取付領域との間に位置する第３の電気的ボンディング・パッドをさらに備える。

【0014】

前記第３の電気的ボンディング・パッドは、ダイ取付領域とワイヤ・ボンディング領域とをさらに備えてもよい。

【0015】

前記パッケージは、前記第２の電気的ボンディング・パッドの前記ダイ取付領域の上に取り付けられた第１の発光デバイスと、前記第３の電気的ボンディング・パッドの上に取り付けられた第２の発光デバイスとをさらに備えてもよい。第１の外部リード線が、前記パッケージの第１の側にあって、前記第１の発光デバイスと電気的に接続されている。第２の外部リード線が、前記パッケージの前記第１の側と対向する前記パッケージの第２の側にあって、前記第２の電気的ボンディング・パッドの前記延長領域に電気的に接続されている。

【0016】

前記パッケージは、前記パッケージの前記第１の側にあって、前記第１の電気的ボンディング・パッドに電気的に接続された第３の外部リード線と、前記パッケージの前記第２の側にあって、前記第３の電気的ボンディング・パッドに電気的に接続された第４の外部リード線とをさらに備えてもよい。

【0017】

前記第１の外部リード線および前記第３の外部リード線は、第１の極性のコンタクトを備え、前記第２の外部リード線および前記第４の外部リード線は、前記第１の極性とは反対の第２の極性のコンタクトを備えてもよい。

【0018】

前記第１の外部リード線は、第１のワイヤ・ボンディング接続線（ｗｉｒｅｂｏｎｄ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）を経由して前記第１の発光デバイスに接続され、前記第３の外部リード線は、第２のワイヤ・ボンディング接続線を経由して前記第１の電気的ボンディング・パッドに接続されてもよい。前記第１の電気的ボンディング・パッドの前記第２のボンディング領域は、第３のワイヤ・ボンディング接続線を経由して前記第２の発光ダイオードに接続されてもよい。

【0019】

前記第２の外部リード線は、第４のワイヤ・ボンディング接続線を経由して前記第２の電気的ボンディング・パッドの前記延長領域へ接続されてもよい。前記第４の外部リード線は第５のワイヤ・ボンディング接続線を経由して前記第３の電気的ボンディング・パッドへ接続されてもよい。

【0020】

前記第１の電気的ボンディング・パッドの前記第２のボンディング領域は、第６のワイヤ・ボンディング接続線を経由して前記第２の発光ダイオードに接続されてもよい。

【0021】

前記第２の電気的ボンディング・パッドの前記延長領域は、前記第１の電気的ボンディング・パッドの前記第２のボンディング領域と前記第３の電気的ボンディング・パッドの前記ダイ取付領域との間に延在してもよい。前記第１の電気的ボンディング・パッドの前記第１のボンディング領域は、前記第２の電気的ボンディング・パッドよりも前記サブマウントの前記第１の側面に近接して位置していてもよい。

【0022】

前記第１の電気的ボンディング・パッドの前記第２のボンディング領域は、前記第２の電気的ボンディング・パッドの前記ダイ取付領域よりも前記サブマウントの前記第２の側面のより近くに延在してもよい。前記第２の電気的ボンディング・パッドの前記延長領域は、前記第１の電気的ボンディング・パッドの前記第２のボンディング領域よりも前記サブマウントの前記第２の側面のより近くに延在してもよい。

【0023】

前記パッケージは、前記サブマウントの前記上面の上にあって、前記サブマウントの前記第１の側面に近接した第１のボンディング領域および前記サブマウントの前記第２の側面の方に向かって延在する第２のボンディング領域を有する第４の電気的ボンディング・パッドと、前記サブマウントの前記上面の上にあって、前記サブマウントの前記第１の側面に近接したダイ取付領域および前記サブマウントの前記第２の側面の方に向かって延在する延長領域を有する第５の電気的ボンディング・パッドとをさらに備えてもよい。前記第５の電気的ボンディング・パッドの前記ダイ取付領域は、電子デバイスを受け入れるように（ｔｏ ｒｅｃｅｉｖｅ ａｎ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）構成されていてもよい。前記パッケージは、前記サブマウントの前記上面の上にあって、前記サブマウントの前記第２の側面と前記第５の電気的ボンディング・パッドの前記ダイ取付領域との間に位置している第６の電気的ボンディング・パッドをさらに備えてもよい。

【0024】

本発明のいくつかの実施形態による発光デバイスのためのパッケージは、第１の側面と、前記第１の側面に対向する第２の側面と、複数のダイ取付用パッドを露出している中央領域と、モールドされた本体の前記第１の側面から延在する、第１の極性の複数の第１の電気的リード線と、モールドされた本体の前記第２の側面から延在する、前記第１の極性とは反対の第２の極性の複数の第２の電気的リード線とを備えるパッケージ本体を含む。前記第１の電気的リード線のそれぞれは、前記複数のダイ取付用パッド（ｔｈｅ ｐｌｕｒａｌｉｔｙ ｏｆ ｄｉｅ ａｔｔａｃｈ ｐａｄｓ）の対応する１つに電気的に接続されている。

【0025】

前記パッケージは、前記パッケージ本体の前記中央領域を取り囲む反射カップをさらに備えてもよい。

【0026】

前記パッケージは、前記パッケージ本体の前記中央領域のリセス（ｒｅｃｅｓｓ）であって、前記複数の第１の電気的リード線の少なくとも一部を露出させるリセスをさらに備えてもよい。前記リセスは第１のリセスを備えてもよく、前記パッケージは、前記パッケージ本体の前記中央領域の第２のリセスであって、前記複数の第２の電気的リード線の少なくとも一部を露出させる第２のリセスをさらに備えてもよい。

【0027】

前記パッケージは、前記第１の電気的リード線と前記ダイ取付用パッドの対応する１つとの間に複数のワイヤ・ボンディング接続線をさらに備えてもよい。前記パッケージは、前記ダイ取付用パッドの対応する１つの上に取り付けられた複数の発光デバイスと、前記第２の電気的リード線と前記発光デバイスの対応する１つとの間の複数のワイヤ・ボンディング接続線とをさらに備えてもよい。前記複数の発光デバイスは、互いに電気的に絶縁されている。

【0028】

前記パッケージ本体は、前記複数の第１のリード線と前記複数の第２のリード線とを備えるリードフレームにモールドされてもよい。

【0029】

前記パッケージは、前記パッケージ本体の前記中央領域の上にサブマウントをさらに備えてもよい。前記複数のダイ取付用パッドは、前記サブマウントの上に備えられてもよい。

【0030】

前記パッケージ本体は、それぞれ上面と下面を備えてもよく、前記パッケージは、前記中央領域内にあって、前記パッケージ本体の前記上面から前記下面に向かって延在するヒートシンク部材をさらに備えてもよく、前記サブマウントは、前記ヒートシンク部材と接触していてもよい。

【0031】

添付図面は、本発明をより理解するために提供され、本出願の一部を構成するものであるが、本発明の特定の実施形態を示している。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】本発明のいくつかの実施形態による、複数の発光デバイスのためのパッケージを示す断面図である。

【図2】本発明のいくつかの実施形態による、複数の発光デバイスのためのパッケージ用のサブマウントの上面図である。

【図3】本発明のいくつかの実施形態による、複数の発光デバイスのためのパッケージ用のサブマウントの底面図である。

【図4】本発明のいくつかの実施形態による、複数の発光デバイスのためのパッケージの上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

本発明は、本発明の実施形態が示されている添付図面を参照して以下に詳説される。しかしながら、本発明は多くの異なる形態で具現することができ、本明細書に記載された実施形態のみに限定されると考えるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が完全であり、本発明の技術的範囲を当業者に十分に伝えるために提供されている。図面においては、層や領域のサイズや相対的寸法は明瞭性のために誇張されている。全体を通して、同様の番号は同様の要素を指す。

【0034】

層、領域、または基板等の要素が別の要素の「上に」存在すると言及されるとき、別の要素の上に直接に存在する場合もあるし、介在要素が存在する場合もあることを理解されたい。表面等の要素の一部が「内部（ｉｎｎｅｒ）」であると言及されるとき、その要素の他の部分よりもデバイスの外側からは遠くにあるということを理解されたい。さらに、基板や基底層（ｂａｓｅ ｌａｙｅｒ）に対する、１つの層や領域の別の層や領域との図示したような関係を記述するために、「の下に（ｂｅｎｅａｔｈ）」または「上に横たわる（ｏｖｅｒｌｉｅ）」などの相対的用語が本明細書で用いられる場合がある。これらの用語は、図示した方向に加え、デバイスの異なる方向付けも包含することが意図されている。最後に、「直接に」という用語は介在要素が存在しないことを意味する。本明細書で用いられるとき、「および／または（ａｎｄ／ｏｒ）」という用語は、関連付けて列挙された事項の１つ又は複数の任意の全ての組み合わせを含む。

【0035】

様々な要素、部品、領域、層、および／または区画を記述するために本明細書では「第１の」、「第２の」などの用語が用いられるが、これらの要素、部品、領域、層、区画は、これらの用語によって制限されるべきではないことを理解されたい。これらの用語は、１つの要素、部品、領域、層、または区画を別の領域、層、または区画と区別する目的だけのために用いられる。したがって、以下に論じられる第１の要素、部品、領域、層、または区画は、本発明の教示から逸脱することなく、第２の要素、部品、領域、層、または区画と呼ぶことができたものである。

【0036】

本明細書で用いられるとき、「半導体発光デバイス」という用語は、発光ダイオード、レーザ・ダイオード、および／または他の半導体デバイスを含む。他の半導体デバイスとは、シリコン、炭化珪素、窒化ガリウム、および／または他の半導体材料を含む１つ又は複数の半導体層と、サファイヤ、シリコン、炭化珪素、および／または他のマイクロエレクトロニクス基板を含む基板と、金属および／または他の導電層を含む１つ又は複数のコンタクト層とを備える半導体デバイスである。いくつかの実施形態では、紫外光、青色、および／または緑色発光ダイオード(ＬＥＤ)が設けてもよい。赤色および／または琥珀色（ａｍｂｅｒ）のＬＥＤを設けてもよい。半導体発光デバイスの設計および作製については当業者にはよく知られており、ここに詳しく説明する必要はない。

【0037】

例えば、本発明の実施形態によりパッケージングされた半導体発光デバイスは、ノースカロライナ州ダーラム（Ｄｕｒｈａｍ）の本件特許出願人によって製造販売されているような、炭化珪素基板上に作製された窒化ガリウム・ベースのＬＥＤ又はレーザであってもよい。このＬＥＤおよび／またはレーザは、いわゆる「フリップ・チップ」オリエンテーションにおいて発光が基板を通して生じるように動作する構成にしてもよい。

【0038】

図１を参照すると、本発明のいくつかの実施形態によるパッケージ５０が示されている。パッケージ５０は、上にサブマウント１４が配置されている中央領域を有する上面１０Ａを有する本体（ｂｏｄｙ）１０を備える。本体１０は、プラスチック、セラミック等の非導電性材料から形成されていてもよい。いくつかの実施形態では、本体１０は、導電性コアを備えてもよく、高分子コーティング等の非導電性コーティングで被覆されていてもよい。他の実施形態では、本体１０は、標準ＦＲ−４ＰＣＢおよび／または金属コアＰＣＢ等の印刷回路基板（ＰＣＢ）から形成されてもよい。

【0039】

第１の外部リード線１５が、パッケージ５０の片側から延在する。第１の外部リード線１５は、本体１０の中へ／本体１０の上に延在して、第１の外部リード線１５は少なくとも部分的に本体１０の上面１０Ａ上に設けられる。図１に示された実施形態では、第１の外部リード線１５は、本体１０を通ってサブマウント１４近傍のリセス２７内に延在する。第１の外部リード線１５は、本体１０の第１の側面１ＯＣから延在する。第１の外部リード線１５の一部は、リセス２７内で露出する。第２の外部リード線１６が、第１の側面１０Ｃに対向するパッケージ５０の第２の側面１０Ｄからサブマウント１４近傍の第２のリセス２９内に延在する。第２の外部リード線１６の一部は、第２のリセス２９内で露出してもよい。リセス２７及び２９は任意選択であることは理解されよう。さらに、第１のリード線１５及び第２のリード線１６は、本体１０を通して延在するのではなく、本体１０上に形成される、かつ／または本体１０に貼り付けられてもよいことは理解されよう。さらに、第１のリード線１５及び第２のリード線１６は、本体１０の周囲を通過して延在してもしていなくてもよいし、かつ／または本体１０の終端部（ｅｎｄ ｐｏｒｔｉｏｎ）を包んでもよいし、終端部上に形成されてもよいということは理解されよう。しかしながら、いくつかの実施形態では、本体１０は、第１の外部リード線１５及び第２の外部リード線１６を備えるリードフレームの周りに、例えば、射出成形によって形成されてもよい。このリードフレームは、本体１０の中央領域内に設けることのできるヒートシンク部材１７をさらに備えてもよい。ヒートシンク部材１７は、上面１０Ａから底面１０Ｂへ本体１０を貫通して延在してもよい。ヒートシンク部材１７は銅等の熱伝導性材料を含んでもよい。

【0040】

反射カップ１８が、本体１０の上面の上に位置する。反射カップ１８は、本体１０と一体化して形成されてもよく、かつ／または、接着剤（ｇｌｕｅ）、半田（ｓｏｌｄｅｒ）、その他の適当な取り付け技術を用いて本体１０に取り付けてもよい。反射カップ１８は一般的に、サブマウント１４を取り囲み、サブマウント１４の中央領域の上に光空洞（ｏｐｔｉｃａｌ ｃａｖｉｔｙ）を画定する。反射カップ１８は、反射性材料で被覆された金属リング、プラスチック・リング、および／またはプラスチック・リングを含んでもよい。１つ又は複数のレンズ素子（図示せず）を、パッケージ内の、光空洞の中または上に設けてもよいことが理解されよう。

【0041】

１対の発光デバイス(ＬＥＤ)１２Ａ、１２Ｂが、サブマウント１４上に取り付けられる。図示された実施形態では、ＬＥＤ １２Ａ、１２Ｂは、導電性のＳｉＣ基板を備えるクリー社製のＸＢｒｉｇｈｔ(登録商標)ＬＥＤチップである。ＬＥＤ１２Ａ、１２Ｂは、チップの片面に陰極電極を、チップの反対側に陽極電極を備える垂直デバイス（ｖｅｒｔｉｃａｌ ｄｅｖｉｃｅ）であってもよい。図１に示した実施形態では、ＬＥＤ１２Ａ、１２Ｂは、フリップ・チップ構成で取り付けられていて、陽極電極がサブマウント１４上に面を下にして配置され、陰極電極が面を上にして配置されている。この構成では、ＬＥＤ １２Ａ、１２Ｂの活性領域で発生した光は、それぞれの基板を通してチップの外へ、上方に放出される。横方向または下方へ放出した光は、サブマウント１４および／または反射器１８によって反射される。

【0042】

図１に示すように、第１のワイヤ・ボンディング接続線２４が、第１の外部リード線１５を第１のＬＥＤ１２Ａのコンタクトと接続してもよい。同様に、第２のワイヤ・ボンディング接続線２６が、第２の外部リード線１６をサブマウント１４の導電性配線と接続してもよい。以下でより詳細に記述するように、追加のＬＥＤがサブマウント１４上に設けられてもよいし、かつ／または、追加のワイヤ・ボンディング接続線が、ＬＥＤをそれぞれの他の外部リード線と電気的に接続するために設けられてもよい。

【0043】

ＬＥＤ１４は、シリコーン、エポキシ樹脂等の光学的に透明な封止剤２０を用いて封止されてもよい。封止剤２０は、当業者にはよく知られているように、蛍光体（ｐｈｏｓｐｈｏｒ）等の波長変換材料を含んでもよい。分散剤および／または屈折率整合材料（ｉｎｄｅｘ ｍａｔｃｈｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ）等の他の材料を封止剤の中に含んでもよい。

【0044】

図２は、本発明のいくつかの実施形態による複数の発光デバイスのためのパッケージ５０のサブマウント１４の上面図である。本発明の実施形態によれば、サブマウント１４は一般に、上平面（ｕｐｐｅｒ ｐｌａｎａｒ ｓｕｒｆａｃｅ）及び下平面を有する平面部材とすることのできる支持部材３１を備える。支持部材３１は、電気的に非導電性の材料および／または少なくとも上面の上に電気的に非導電性の被覆または層を有する材料から形成されてもよい。しかしながら、上面に取り付けられたＬＥＤから熱を効率よく取り去ることができるように、支持部材３１は熱伝導性であってもよい。特定の実施形態では、支持部材３１は、炭化珪素、窒化アルミニウムおよび／または工業用ダイヤモンド等の誘電材料の薄い層を備えてもよい。特定の実施形態では、支持部材３１は、寸法が約３ｍｍｘ３ｍｍ以下であり、厚さは約０．２５ｍｍである。

【0045】

平面支持部材３１の上面および下面は、その上に形成された金属配線を備えてもよい。特に、支持部材の上面３１は、ダイ取り付け及び／又はワイヤ・ボンディングのために微細にパターン化された金属配線を備えてもよい。支持部材３１の寸法が小さいために、このような層は、例えば、蒸着（ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）やリフトオフ技術等の、半導体デバイス上に微細にパターン化された金属層を形成するために通常用いられる技術を用いて形成してもよい。

【0046】

図２を参照すると、サブマウント１４の支持部材３１の上面は、１対の第１の金属配線３４と、１対の第２の金属配線３６と、１対の第３の金属配線３８とを備える。図２に示した実施形態では、それぞれの金属配線の対は、互いの鏡像（ｍｉｒｒｏｒ ｉｍａｇｅ）として設けられているということが理解される。それゆえ、以下の議論は、簡単のために、一般には、第１、第２、および／または第３の金属配線３４、３６、３８のうちの１つのみに言及する。図２に示すように、第１の金属配線３４は、支持部材３１の第１の側面３１Ｒに近接した第１のボンディング領域３４Ａと、第１のボンディング領域３４Ａから、第１の側面３１Ｒに対向する支持部材の第２の側面３１Ｌへ向かって延在する第２のボンディング領域３４Ｂとを備える。第１の金属配線３４の第１のボンディング領域３４Ａおよび第２のボンディング領域３４Ｂは、球（ｂａｌｌ）、楔（ｗｅｄｇｅ）、その他のワイヤ・ボンドがそこに形成されるところの１対のボンディング・パッド（ｂｏｎｄｐａｄ）を提供する。

【0047】

第２の金属配線３６は一般に、支持部材３１の第１の側面３１Ｒに近接したダイ取付領域３６Ａを備える。図示の実施形態では、第１の金属配線３４の第１のボンディング領域３４Ａは、第２の金属配線３６のダイ取付領域３６Ａと支持部材３１の第１の側面３１Ｒとの間にある。しかしながら、いくつかの実施形態では、ダイ取付領域３６Ａのある部分は、第１のボンディング領域３４Ａの少なくともいくつかの部分よりも支持部材の第１の端面３１Ｒのより近くに位置してもよいということは理解されよう。

【0048】

第２の金属配線３６のダイ取付領域３６Ａは、ＬＥＤチップ等の発光デバイスがその上に取り付けられるようなサイズと構成になっていてもよい。第２の金属配線３６は、ダイ取付領域３６Ａから離れて支持部材３１の第２の側面３１Ｌへ向かって延在する延長領域３６Ｂをさらに備えてもよい。延長領域３６Ｂは、そこへワイヤ・ボンドがなされるボンディング・パッドを提供することができる。

【0049】

第３の金属配線３８は、支持部材３１の第２の側面３１Ｌに近接して位置していて、ＬＥＤチップ等の発光デバイスがその上に取り付けられるようなサイズと構成になっていてもよい。第３の金属配線３８は、ダイ取付領域３８Ａと、支持部材３１の第２の側面３１Ｌに近接したワイヤ・ボンディング領域３８Ｂの両方を備えてもよい。図２に示した実施形態は、２ｘ２のアレイに配列した全部で４つのダイ取付領域３６Ａ、３８Ａを備えているが、本発明の他の実施形態によるサブマウントは、ダイ取付領域をより多く、またはより少なく備えてもよいということは理解されよう。例えば、本発明のいくつかの実施形態によるサブマウントは、２ｘ３のアレイ状に配列した６個のダイ取付領域、３ｘ３のアレイ状に配列した９個のダイ取付領域等を備えてもよい。

【0050】

図２に示した実施形態では、第２の金属配線３６の延長領域３６Ｂは、第１の金属配線３４の第２のボンディング領域３４Ａと第３の金属配線３８のダイ取付領域３８Ａとの間に延在してもよい。しかしながら、他の構成も可能であることは理解されよう。

【0051】

さらに、いくつかの実施形態では、第１の電気的配線３４の第２のボンディング領域３４Ｂは、第２の電気的配線３６のダイ取付領域３６Ａよりも支持部材の第２の側面３１Ｌのより近くまで延在してもよい。しかしながら、いくつかの実施形態では、第２の金属配線３６の延長領域３６Ｂは、第１の金属配線３４の第２のボンディング領域３４Ｂよりも支持部材３１の第２の側面３１Ｌのより近くまで延在してもよい。

【0052】

第１の金属配線３４、第２の金属配線３６、および第３の金属配線３８のうちの１つ又は複数は、ＬＥＤチップのワイヤ・ボンディングおよび／または取付に適した金属積層を備えてもよい。例えば、金属配線３４、３６、３８は、支持部材３１上に、チタン、ニッケル、白金、銅および／または金がこの順で積層されたものを含んでもよい。特定の実施形態では、支持部材３１への接着を与えることができるチタン層は、約０．０６μｍ以上の厚さを持つように形成されてもよい。ニッケル層は、このチタン層の上に形成され、約２５μｍ以上の厚さを持っていてもよい。金層は、このニッケル層の上に形成され、約０．６μｍ以上の厚さを持っていてもよい。この分野ではよく知られているように、金は、ワイヤ・ボンディングおよび／またはチップの取り付けに適した表面を提供する。さらなる実施形態では、金属配線３４、３６、３８は、チタン(０．０６μｍ)、金(０．０４μｍ)、ニッケル(０．２μｍ)、銅(１．３μｍ)、ニッケル(０．２μｍ)及び金(０．５μｍ)の積層であって、サブマウント１４上にこの順で形成された積層を含んでもよい。

【0053】

第１、第２、第３の金属配線３４、３６、３８は、支持部材３１上に金属皮膜形成技術によって形成されるので、金属配線は、ＬＥＤチップが比較的密な塊（ｃｌｕｓｔｅｒ）として取り付けられるような間隔にすることができる。例えば、第１の金属配線３４および第２の金属配線３６は、約０．２ｍｍ以下のギャップによって分離されることができ、いくつかの実施形態では、約０．１ｍｍ以下のギャップによって分離されることができる。同様に、第２の金属配線３６および第３の金属配線３８は、約０．２ｍｍ以下のギャップによって分離されることができ、いくつかの実施形態では、約０．１ｍｍ以下のギャップによって分離されることができる。これは、少なくとも約０．４ｍｍのギャップで隔てられている従来のリードフレームに取り付けられたＬＥＤチップと対比すべきものである。本発明のいくつかの実施形態によるＬＥＤチップの塊の間隔が接近していることは、この塊から放出される光のより良い混合を可能とし、これは、パッケージ５０から、より満足の行く、かつ／または一様な（ｐｌｅａｓｉｎｇ ａｎｄ／ｏｒ ｕｎｉｆｏｒｍ）放出光を提供することを可能にする。

【0054】

図３は、本発明のいくつかの実施形態による複数の発光デバイスのためのパッケージ５０のサブマウント１４の底面図である。図３に示すように、サブマウント１４の底面上に金属配線４４を形成してもよい。金属配線４４は、サブマウント１４をパッケージ５０(図１)の本体１０の表面に半田付け又はその他の方法で取り付けることを可能にするために設けられている。サブマウント１４の底面上の金属配線４４は、チタン、ニッケル、および／または金を含む金属積層を含んでもよい。特定の実施形態では、チタン層は、約０．０６μｍ以上の厚さを持つように形成されてもよい。ニッケル層は、このチタン層の上に形成され、約５μｍ以上の厚さを持っていてもよい。金層は、このニッケル層の上に形成され、約０．６μｍ以上の厚さを持っていてもよい。いくつかの実施形態では、金属配線４４は、チタン(０．０６μｍ)、白金(０．２μｍ)、及び金(０．５μｍ)の積層であって、サブマウント１４上にこの順で形成された第１の層と、その上の厚さ約３．０μｍ±０．６μｍの金／錫半田層とを備える金属積層を含んでもよい。

【0055】

図４は、本発明のいくつかの実施形態による複数の発光デバイスのためのパッケージ５０の上面図である。パッケージ５０は、図２及び３に関して記述したようなサブマウント１４を備えてもよい。従って、以下の議論は、図２ないし４に示された特徴について言及する。

【0056】

上に論じたように、パッケージ５０は、サブマウント１４が配置される中央領域を有する上面１０を有する本体１０を備える。図２及び４を参照すると、サブマウント１４は、第１、第２、第３の金属配線３４、３６、３８のそれぞれの対を備える。簡単のために、第１、第２、第３の金属配線３４、３６、３８の対のうちの１つだけを論じる。第１のＬＥＤチップ１２Ａが、第２の金属配線３６のダイ取付領域３６Ａ上に取り付けられ、第２のＬＥＤチップ１２Ｂが、第３の金属配線３８のダイ取付領域３８Ａ上に取り付けられる。

【0057】

反射器１８は、本体１０の中央領域を取り囲んでもよく、サブマウント１４上に取り付けられたＬＥＤチップ１２Ａ、１２Ｂの上に光空洞（ｏｐｔｉｃａｌ ｃａｖｉｔｙ）を画定する。

【0058】

パッケージ５０は、本体１０のリセス２７内で露出された少なくとも一部１５４を有する第１の外部リード線１５２をさらに備える。外部リード線１５２の露出部分１５４は、ワイヤ・ボンディング接続線１５６を経由して第１のＬＥＤチップ１２Ａ上の陽極または陰極ボンディング・パッドへ結合される。第１のＬＥＤチップ１２Ａの他のボンディング・パッド(すなわち、陰極または陽極)は、第２の導電性配線３６のダイ取付領域３６Ａに結合される。第２の導電性配線の延長領域３６Ｂは、パッケージ５０の本体１０のリセス２９内で露出された第２の外部リード線１６２の一部１６０にワイヤ・ボンディング接続線１５８を経由して結合される。このように、第１の外部リード線１５２及び第２の外部リード線１６２は、第１のＬＥＤチップ１２Ａの外部陽極/陰極電極をそれぞれ提供する。

【0059】

同様に、第３の外部リード線２５２は、リセス２７内に露出された少なくとも一部２５４を備える。第３の外部リード線２５２の露出部分２５４は、第１の電気的配線３４の第１のボンディング領域３４Ａにワイヤ・ボンディング接続線２５６を経由して結合される。第１の電気的配線３４の第２のボンディング領域３４Ｂは、第２のＬＥＤ１２Ｂの陽極または陰極ボンディング・パッドにワイヤ・ボンディング接続線２５７を経由して結合される。第２のＬＥＤ１２Ｂの他の（すなわち陰極または陽極)ボンディング・パッドは、第３の電気的配線３８のダイ取付領域３８Ａに結合されて、第３の金属配線３８のワイヤ・ボンディング領域３８Ｂは、リセス２９内に露出された第４の外部リード線２６２の一部２６０へのワイヤ・ボンディング接続線２５８を経由して、第４の外部リード線２６２に結合する。

【0060】

いくつかの実施形態では、パッケージ５０の片側にある第１及び第３の外部リード線１５２、２５２は、陰極電極を含み、一方、パッケージ５０の他方の側にある第２と第４の外部リード線１６２、２６２は、陽極電極を含んでもよいし、その逆であってもよい。

【0061】

本発明による実施形態は、多くの特徴および／または利点を提供することができる。例えば図４に示すように、ワイヤ・ボンディング接続線はパッケージ５０内の他のワイヤ・ボンドおよび／または他のＬＥＤチップ上を横切る必要がないので、パッケージ５０内のワイヤ・ボンディング接続線は比較的短く保つことができる。このようにして、パッケージ５０の組み立てを簡略化することができ、かつ／または出来上がったパッケージされた発光デバイスの信頼性を向上するすることができる。さらに、パッケージのある側面のいくつかの外部リード線が同じ極性(すなわち、陽極または陰極)である場合があることが理解されよう。このように、本発明の実施形態は、隣接するパッケージ５０内のＬＥＤチップが直列のストリング状に結合されている用途に適している。パッケージ５０の同じ側に１つの極性のリード線を形成することにより、複雑かつ／または高価な多層相互配線（ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ ｉｎｔｅｒｃｏｎｅｃｔｉｏｎ）を避けることができる。

【0062】

さらに、本発明のいくつかの実施形態では、ＬＥＤチップ１２Ａ、１２Ｂは互いに絶縁されていてもよく、共通のコンタクトを共有しなくてもよいということが理解されよう。このことはさらに、隣接して取り付けられたパッケージ５０のＬＥＤチップを、たとえばＬＥＤチップの直列のストリングを形成するように、所望の構成に相互接続することを可能にする。さらに、ＬＥＤチップ１２Ａ、１２Ｂが電気的に絶縁されている実施形態では、パッケージ５０の個別のＬＥＤチップの電流／輝度を独立に制御することがより容易になる。

【0063】

上述の説明は本発明の例示であり、本発明を限定しようとするものと把えるべきではない。本発明のいくつかの例示的実施形態を記述してきたが、当業者は、本発明の新規な教示および利点から実質的に逸脱することなく、この例示的実施形態には多くの改良が可能であることを容易に理解するであろう。従って、そのような改良のすべては、請求項に記された本発明の技術的範囲内に包含されることが意図されている。それゆえ、上記説明は本発明を例示するためのものであり、開示された特定の実施形態に制限しようとするものではないということ、および、他の実施形態に加えて開示された実施形態に対する改良が添付の請求項の技術的範囲内に包含さされることが意図されていることが理解されるべきである。本発明は以下の請求項により規定され、請求項の等価物がそこに含まれる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】