專利名稱：半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用作照明裝置的光源的半導(dǎo)體發(fā)光裝置。
背景技術(shù)：
作為照明裝置的光源，使用了LED(Light Emitting Diode)等的高亮度發(fā)光元件的半導(dǎo)體發(fā)光裝置為人所關(guān)注。半導(dǎo)體發(fā)光裝置是一種在發(fā)光元件搭載構(gòu)件上搭載一個(gè)或一個(gè)以上的發(fā)光元件并且所搭載的發(fā)光元件呈平面狀，通過從外部對(duì)上述發(fā)光元件供給電流來進(jìn)行發(fā)光的發(fā)光裝置。另外，作為上述照明裝置，可以舉出液晶顯示裝置用的背光燈等。
在將上述半導(dǎo)體發(fā)光裝置用作照明裝置的光源時(shí)，需要將上述半導(dǎo)體發(fā)光裝置所發(fā)出的光有效地導(dǎo)出到照射對(duì)象(例如，在液晶顯示裝置用的背光燈的情況下，照射對(duì)象為LCD面板)側(cè)。
但是，上述發(fā)光元件從發(fā)光元件的頂面及側(cè)面發(fā)光。即，上述發(fā)光元件不僅從發(fā)光元件的頂面在大致平行于光軸(該光軸通過發(fā)光元件的中心點(diǎn)，并且，垂直于半導(dǎo)體發(fā)光裝置的搭載了發(fā)光元件的搭載面)的方向上發(fā)光，而且，還在相對(duì)于上述光軸傾斜的方向上發(fā)光。
如上所述，由于發(fā)光元件發(fā)出的光未必保持在發(fā)光元件的光軸方向上，因此，在這種情況下，較多的光不能被利用，從而導(dǎo)致上述半導(dǎo)體發(fā)光裝置的光利用效率降低。
基于上述，就需要朝光軸方向折射上述發(fā)光元件從發(fā)光元件的側(cè)面在垂直于光軸的方向上發(fā)出的光以及從發(fā)光元件的頂面在相對(duì)于光軸傾斜的方向上發(fā)出的光。在日本國專利申請(qǐng)公開特開2005-5437號(hào)公報(bào)(
公開日2005年1月6日)、日本國專利申請(qǐng)公開特開2004-128241號(hào)公報(bào)(
公開日2004年4月22日)、日本國專利申請(qǐng)公開特開2002-141558號(hào)公報(bào)(
公開日2002年5月17日)、日本國專利申請(qǐng)公開特開2005-150408號(hào)公報(bào)(
公開日2005年6月9日)、USP2004/0257797A1(授權(quán)公告日2004年12月23日)中，揭示了朝光軸方向折射發(fā)光元件發(fā)出的光的結(jié)構(gòu)。
在上述五件文獻(xiàn)中公開了下述半導(dǎo)體發(fā)光裝置，即在發(fā)光元件搭載構(gòu)件中設(shè)置一個(gè)或一個(gè)以上的凹部，上述凹部的內(nèi)壁面構(gòu)成反射面，該反射面與光軸構(gòu)成某個(gè)角度，在上述各凹部中分別搭載有發(fā)光元件。
另外，如圖10所示，在封裝中裝配發(fā)光元件并設(shè)置了引線端子等的半導(dǎo)體發(fā)光裝置中，特別是在使用了電耗較高的大尺寸元件的大輸出功率半導(dǎo)體發(fā)光裝置101中有這樣一種結(jié)構(gòu)，即作為半導(dǎo)體發(fā)光裝置的散熱措施，在散熱構(gòu)件上裝配發(fā)光元件，其中，在散熱構(gòu)件與發(fā)光元件之間間隔有熱沉(Submount)。
為了借助于上述反射面盡可能多地反射上述發(fā)光元件從其頂面在傾斜方向上發(fā)出的光，需要使上述凹部具備某種深度。但是，由于上述反射面與光軸構(gòu)成某個(gè)角度，因此，上述凹部越深，則上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件的頂面的上述凹部的開口部的直徑就會(huì)越大。
所以，在上述現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)中，上述發(fā)光元件不能與一個(gè)發(fā)光元件搭載構(gòu)件緊密接觸地搭載于該發(fā)光元件搭載構(gòu)件上。如上所述，如果在一個(gè)發(fā)光元件搭載構(gòu)件上僅能搭載數(shù)量較少的發(fā)光元件，那么，要構(gòu)成相同亮度的光源裝置就需要較多的半導(dǎo)體發(fā)光裝置。其結(jié)果，光源裝置就會(huì)變成較大的裝置。
另一方面，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)，如果為減小上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件的頂面的上述凹部的開口部的直徑而縮小上述反射面與光軸所構(gòu)成的角度，那么，就會(huì)如圖9所示那樣，難以朝光軸方向進(jìn)行反射，從而不能實(shí)現(xiàn)反射面的本來的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而進(jìn)行開發(fā)的，其目的在于提供一種能夠發(fā)出具有指向性的、高亮度的光的半導(dǎo)體發(fā)光裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)為，具有多個(gè)發(fā)光元件；發(fā)光元件搭載構(gòu)件，搭載上述發(fā)光元件；以及覆蓋構(gòu)件，覆蓋上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件的搭載上述發(fā)光元件的搭載面?zhèn)龋渲?，在上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件的上述發(fā)光元件的搭載位置設(shè)置凹部，在上述覆蓋構(gòu)件中，在與上述凹部對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置通孔(ThroughHole)，上述凹部和上述通孔的內(nèi)壁面分別形成第1反射面和第2反射面，上述第2反射面與上述發(fā)光元件的光軸構(gòu)成的角度小于上述第1反射面與上述發(fā)光元件的光軸構(gòu)成的角度。
在上述結(jié)構(gòu)中，設(shè)置兩級(jí)反射面，該兩級(jí)反射面與光軸構(gòu)成的角度各自不同，第2反射面與光軸構(gòu)成的角度小于第1反射面與光軸構(gòu)成的角度。由此，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，與具備現(xiàn)有的反射面的結(jié)構(gòu)相比，開口在半導(dǎo)體發(fā)光裝置的頂面的開口部的直徑變小，其中，上述現(xiàn)有的反射面僅由一級(jí)反射面構(gòu)成。
因此，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即使相鄰的發(fā)光元件的距離進(jìn)行某種程度的縮小，也能夠避免各反射面之間的干擾，所以，可以更接近地搭載各發(fā)光元件。
另外，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，無需減小上述第1反射面與光軸構(gòu)成的角度就能夠使在發(fā)光元件搭載構(gòu)件的頂面所設(shè)置的上述凹部的開口部的直徑縮小，其中，上述第1反射面用于反射發(fā)光元件從側(cè)面發(fā)出的光。
其結(jié)果，在上述半導(dǎo)體發(fā)光裝置中，可在一個(gè)發(fā)光元件搭載構(gòu)件上搭載較多的發(fā)光元件，并且，能夠沿著光軸方向反射上述發(fā)光元件從側(cè)面發(fā)出的光。因此，可以得到一種能夠發(fā)出具有指向性的、高亮度的光的半導(dǎo)體發(fā)光裝置。
本發(fā)明的其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)在以下的描述中會(huì)變得十分明了。此外，以下參照附圖來明確本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是表示本實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的立體圖。
圖2是本實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的平面圖。
圖3是在箭頭方向上觀察圖2的A-A’剖面的剖面圖。
圖4是在箭頭方向上觀察圖2的B-B’剖面的剖面圖。
圖5是表示本實(shí)施方式的發(fā)光元件搭載構(gòu)件的立體圖。
圖6是表示分別形成在發(fā)光元件搭載構(gòu)件及覆蓋構(gòu)件的第1反射面及第2反射面與光軸構(gòu)成的角度的剖面圖。
圖7是表示在本實(shí)施方式的發(fā)光元件搭載構(gòu)件中形成三個(gè)凹部的位置的一個(gè)示例的平面圖。
圖8是表示在本實(shí)施方式的發(fā)光元件搭載構(gòu)件中形成四個(gè)凹部的位置的一個(gè)示例的平面圖。
圖9是表示在發(fā)光元件從側(cè)面發(fā)出的光被反射面反射時(shí)的光路的剖面圖，該反射面與光軸構(gòu)成的角度較小。
圖10是表示現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的主視圖。
具體實(shí)施例方式
下面，根據(jù)圖1～圖8來說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式。
本實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置是一種在發(fā)光元件搭載構(gòu)件上搭載由LED構(gòu)成的片狀的發(fā)光元件并且所搭載的發(fā)光元件呈平面狀，通過從外部對(duì)上述發(fā)光元件供給電流來進(jìn)行發(fā)光的發(fā)光裝置。
圖1是表示本實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置1的立體圖。圖2是本實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置1的平面圖。圖3是在箭頭方向上觀察圖2的A-A’剖面的剖面圖。圖4是在箭頭方向上觀察圖2的B-B’剖面的剖面圖。
以下，參照?qǐng)D1～圖4來說明本實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置1的結(jié)構(gòu)。
如圖1和圖2所示，本實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置1的結(jié)構(gòu)為，具有發(fā)光元件2、發(fā)光元件搭載構(gòu)件3、覆蓋構(gòu)件4、熱沉5、引線端子6、鍵合引線(BondingWire)10。
發(fā)光元件搭載構(gòu)件3是用于搭載發(fā)光元件2的基座。上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件3具有頂面及底面，如圖2及圖3所示，相互平行且其形狀分別為長方形；側(cè)面，如圖5所示，從頂面至底面進(jìn)行若干延展。因此，發(fā)光元件搭載構(gòu)件3的上述A-A’剖面(圖3)和上述B-B’剖面(圖4)為梯形形狀。
在發(fā)光元件搭載構(gòu)件3的頂面，在長度方向上設(shè)置有三個(gè)凹部7，上述凹部7呈直線狀地排列。并且，各凹部7的內(nèi)壁面構(gòu)成錐面。
各凹部7的底面直徑各自不同，發(fā)光元件2被貼裝(Die Bond)在各凹部7的底面上(因此，各凹部7的底面構(gòu)成貼裝面)，上述發(fā)光元件2的尺寸因上述底面直徑而各自不同。由此，可以將不同尺寸的發(fā)光元件2搭載到一個(gè)發(fā)光元件搭載構(gòu)件3上。另外，各凹部7的底面被設(shè)定為從發(fā)光元件搭載構(gòu)件3的頂面至各凹部7的底面的距離(深度)彼此相等。
各凹部7的內(nèi)壁面構(gòu)成用于反射在各凹部7的底面上搭載的發(fā)光元件2所發(fā)出的光的第1反射面8。
發(fā)光元件搭載構(gòu)件3還具有對(duì)發(fā)光元件2輻射的熱量進(jìn)行散熱的功能。因此，發(fā)光元件搭載構(gòu)件3優(yōu)選由導(dǎo)熱率良好的銅、銅合金或鋁構(gòu)成。此外，為了提高反射率，優(yōu)選的是，在發(fā)光元件搭載構(gòu)件3的第1反射面8上鍍有高反射率的Ag、Ni、Pt、Dd的單體或者其混合物。
另外，發(fā)光元件搭載構(gòu)件3的形狀不限于上述形狀。例如，發(fā)光元件搭載構(gòu)件3可以是長方體等。
此外，發(fā)光元件搭載構(gòu)件3的材質(zhì)不限于上述材質(zhì)。例如，可以通過對(duì)氮化鋁(AlN)實(shí)施電鍍來構(gòu)成發(fā)光元件搭載構(gòu)件3。
另外，各凹部7的形狀也可以彼此相同。凹部7的數(shù)量也不限于三個(gè)。
熱沉5被設(shè)置在發(fā)光元件搭載構(gòu)件3與發(fā)光元件2之間。當(dāng)發(fā)光元件2的一個(gè)電極位于凹部7的底面?zhèn)?即，搭載發(fā)光元件2的貼裝面?zhèn)?時(shí)，由于上述電極直接接觸由金屬構(gòu)成的發(fā)光元件搭載構(gòu)件3，因此，電極將成為共用的電極，為了防止這種情況的出現(xiàn)，而在發(fā)光元件搭載構(gòu)件3與發(fā)光元件2之間設(shè)置上述熱沉5。另外，在發(fā)光元件2為倒裝式(Flip Chip)從而要求上述貼裝面具備平坦性的情況下也設(shè)置上述熱沉5。
此外，作為熱沉5的材料，優(yōu)選采用下述材料，即具有電氣絕緣性，并且，其導(dǎo)熱率與構(gòu)成發(fā)光元件搭載構(gòu)件3的銅、銅合金或鋁的導(dǎo)熱率相同。具體而言，熱沉5由下述材料構(gòu)成，即碳化硅(SiC)，或者使碳化硅浸漬金屬鋁、鎂所得到的材料，或者氮化鋁(AlN)。由此，熱沉5和發(fā)光元件搭載構(gòu)件3的導(dǎo)熱率大致相等。其結(jié)果，發(fā)光元件2輻射的熱量可以從熱沉5向發(fā)光元件搭載構(gòu)件3有效地進(jìn)行熱傳導(dǎo)。
發(fā)光元件2是通過在大致正方形的基板上形成發(fā)光層等所得到的LED，其具有預(yù)定的厚度。另外，在本實(shí)施方式中，如圖3所示，發(fā)光元件2被貼裝在凹部7的底面上，其中，在發(fā)光元件2與凹部7的底面之間間隔有熱沉5。但是，也可以使用焊料等將發(fā)光元件2直接貼裝在凹部7的底面上。
如圖4所示，引線端子6通過焊錫12等與形成在電路基板11上的電路圖形(未圖示)電連接，從而將來自上述電路圖形的電流供給到發(fā)光元件2，其中，在上述電路基板11上搭載發(fā)光元件搭載構(gòu)件3。另外，引線端子6與發(fā)光元件2之間的電連接是通過鍵合引線10來實(shí)現(xiàn)的，該鍵合引線10由Au絲等構(gòu)成。
引線端子6自凹部7的開口部的邊緣起在垂直于發(fā)光元件搭載構(gòu)件3的長度方向的方向上延伸，其中，該凹部7形成在發(fā)光元件搭載構(gòu)件3的頂面。然后，引線端子6在發(fā)光元件搭載構(gòu)件3的頂面的邊緣向側(cè)面折彎，并且，沿著側(cè)面延伸到預(yù)定位置。上述預(yù)定位置在發(fā)光元件搭載構(gòu)件3的底面的上方。然后，引線端子6在上述預(yù)定位置朝垂直于發(fā)光元件搭載構(gòu)件3的側(cè)面的方向折彎。由于要與上述電路圖形連接，因此，使引線端子6進(jìn)一步朝下方折彎。
安裝引線端子6，使其一部分被埋設(shè)在覆蓋構(gòu)件4中，借助于構(gòu)成覆蓋構(gòu)件4的樹脂來實(shí)現(xiàn)引線端子6與發(fā)光元件搭載構(gòu)件3之間的電氣絕緣，其中，上述覆蓋構(gòu)件4覆蓋發(fā)光元件搭載構(gòu)件3的頂面?zhèn)?。此外，如圖2所示，引線端子6被形成為與上述電路圖形連接的一側(cè)的端部從發(fā)光元件搭載構(gòu)件3的側(cè)面突出出來，其突出方向是垂直于三個(gè)發(fā)光元件2的配線方向的方向。
其結(jié)果，在發(fā)光元件2之間無需再設(shè)置引線端子6所用的空間，因此，在發(fā)光元件搭載構(gòu)件3中可靠近地設(shè)置凹部7，在該凹部7中設(shè)置有發(fā)光元件2。由此，能夠在一個(gè)發(fā)光元件搭載構(gòu)件3上搭載較多的發(fā)光元件，所以，可得到發(fā)出高亮度的光的半導(dǎo)體發(fā)光裝置1。
利用樹脂對(duì)發(fā)光元件搭載構(gòu)件3和引線端子6實(shí)施注塑成型(Insert Molding)，從而形成覆蓋構(gòu)件4。在覆蓋構(gòu)件4的頂面，在與凹部7對(duì)應(yīng)的位置設(shè)有通孔。關(guān)于上述通孔的形狀，與上述凹部7同樣地，其直徑從發(fā)光元件搭載構(gòu)件3起向覆蓋構(gòu)件4的頂面變大。并且，上述通孔的內(nèi)側(cè)面構(gòu)成第2反射面9。另外，在本實(shí)施方式中，第2反射面9為一級(jí)反射面，但是，也可以為兩級(jí)或兩級(jí)以上的反射面。
此外，覆蓋構(gòu)件4覆蓋發(fā)光元件搭載構(gòu)件3的頂面和側(cè)面，在底面未形成覆蓋構(gòu)件4。
另外，由于覆蓋構(gòu)件4是通過注塑成型來形成的，所以，發(fā)光元件搭載構(gòu)件3可能會(huì)從覆蓋構(gòu)件4脫落。對(duì)此，可以通過在發(fā)光元件搭載構(gòu)件3的側(cè)面形成溝槽來防止發(fā)光元件搭載構(gòu)件3從覆蓋構(gòu)件4脫落。
此外，可以在形成覆蓋構(gòu)件4時(shí)使用白色的樹脂，從而直接形成第2反射面9。另外，也可以通過對(duì)覆蓋構(gòu)件4電鍍高反射率的材料來形成第2反射面9。
接著，具體說明半導(dǎo)體發(fā)光裝置1的上述第1反射面和第2反射面的結(jié)構(gòu)。
圖6是表示第1反射面8和第2反射面9與光軸構(gòu)成的角度的示意圖。上述光軸是通過發(fā)光元件2的中心點(diǎn)并且垂直于半導(dǎo)體發(fā)光裝置1的搭載了發(fā)光元件的搭載面的軸。
如上所述，第1反射面8是設(shè)置在發(fā)光元件搭載構(gòu)件3中的凹部7的內(nèi)壁面，第2反射面9是設(shè)置在覆蓋構(gòu)件4中的通孔的內(nèi)壁面。
如圖6所示，第1反射面8和第2反射面9連續(xù)地設(shè)置。并且，第2反射面9與光軸構(gòu)成的角度要小于第1反射面8與光軸構(gòu)成的角度。
具體闡述第1反射面8與光軸構(gòu)成的角度和第2反射面9與光軸構(gòu)成的角度。第1反射面8與光軸構(gòu)成的角度θ1優(yōu)選在40度～50度的范圍內(nèi)，進(jìn)一步優(yōu)選為45度。第2反射面9與光軸構(gòu)成的角度θ2優(yōu)選在20度～40度的范圍內(nèi)，進(jìn)一步優(yōu)選為30度。
通過將第1反射面8及第2反射面9與光軸構(gòu)成的角度設(shè)定為上述的角度，可以會(huì)聚發(fā)光元件2從頂面和側(cè)面發(fā)出的光、特別是在與光軸構(gòu)成較大的角度的方向上發(fā)出的光，使得上述發(fā)光元件2發(fā)出的光在與光軸構(gòu)成較小的角度的方向上行進(jìn)。因此，半導(dǎo)體發(fā)光裝置1發(fā)出的光具有對(duì)光軸方向的指向性。其結(jié)果，在半導(dǎo)體發(fā)光裝置1中，光軸方向上的光利用效率變高。
另外，為了使第2反射面9盡可能地反射發(fā)光元件2所發(fā)出的光，優(yōu)選的是，使第2反射面具有足夠的光軸方向的高度。
此外，關(guān)于凹部7的深度，大于或等于發(fā)光元件2的厚度且小于或等于發(fā)光元件2的頂面的對(duì)角線的長度即可。這樣，由于凹部7的深度大于或等于發(fā)光元件2的厚度，因此，在凹部7的內(nèi)壁面上設(shè)置的第1反射面8能夠可靠地沿著光軸方向反射發(fā)光元件2從側(cè)面所發(fā)出的光。另外，由于凹部7的深度小于或等于發(fā)光元件2的頂面的對(duì)角線的長度，因此，第2反射面9能夠沿著光軸方向反射發(fā)光元件2從頂面沿著傾斜方向所發(fā)出的光。
如上所述，根據(jù)第1反射面8和第2反射面9的結(jié)構(gòu)，發(fā)光元件2從頂面和側(cè)面所發(fā)出的光被有效地反射到光軸方向。其結(jié)果，半導(dǎo)體發(fā)光裝置1能夠發(fā)出具有對(duì)光軸方向的指向性的光。
如上所述，半導(dǎo)體發(fā)光裝置1的特征在于，具有多個(gè)發(fā)光元件2；用于搭載發(fā)光元件2的發(fā)光元件搭載構(gòu)件3；以及覆蓋構(gòu)件4，覆蓋發(fā)光元件搭載構(gòu)件3的搭載發(fā)光元件2的搭載面，其中，在發(fā)光元件搭載構(gòu)件3的各發(fā)光元件2的搭載位置上設(shè)置凹部7，在覆蓋構(gòu)件4中，在與凹部7對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置通孔，凹部7及上述通孔的內(nèi)壁面分別形成第1反射面和第2反射面，第2反射面9與發(fā)光元件2的光軸構(gòu)成的角度要小于第1反射面8與該光軸構(gòu)成的角度。
在上述結(jié)構(gòu)中，設(shè)置兩級(jí)反射面，該兩級(jí)反射面與光軸構(gòu)成的角度各自不同，第2反射面與光軸構(gòu)成的角度小于第1反射面與該光軸構(gòu)成的角度。由此，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，與具備現(xiàn)有的反射面的結(jié)構(gòu)相比，在半導(dǎo)體發(fā)光裝置1的頂面開口的開口部的直徑變小，其中，上述現(xiàn)有的反射面僅由一級(jí)反射面構(gòu)成。
因此，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即使相鄰的發(fā)光元件2的距離進(jìn)行某種程度的縮小，也能夠避免各反射面之間的干擾，所以，可以更接近地搭載各發(fā)光元件2。
另外，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，無需減小第1反射面8與光軸構(gòu)成的角度就能夠使在發(fā)光元件搭載構(gòu)件3的頂面設(shè)置的凹部7的開口部的直徑縮小，其中，上述第1反射面8用于反射發(fā)光元件2從側(cè)面發(fā)出的光。
其結(jié)果，在半導(dǎo)體發(fā)光裝置1中，可在一個(gè)發(fā)光元件搭載構(gòu)件3上搭載較多的發(fā)光元件2，并且，能夠沿著光軸方向反射發(fā)光元件2從側(cè)面發(fā)出的光。因此，可以得到一種能發(fā)出具有指向性的高亮度的半導(dǎo)體發(fā)光裝置。
此外，可將發(fā)光元件2緊密接觸發(fā)光元件搭載構(gòu)件3地進(jìn)行搭載，因此，能夠減小半導(dǎo)體發(fā)光裝置1的尺寸。與現(xiàn)有技術(shù)中在一個(gè)發(fā)光元件搭載構(gòu)件上搭載一個(gè)發(fā)光元件的半導(dǎo)體發(fā)光裝置相比較而言，半導(dǎo)體發(fā)光裝置1的尺寸可大致與前者的尺寸相等或者小于前者的尺寸。
另外，本實(shí)施方式的發(fā)光元件2采用其一邊大于或等于0.9mm的發(fā)光元件。并且，以小于或等于4mm的相等間隔將各發(fā)光元件2搭載于發(fā)光元件搭載構(gòu)件3。
如上所述，在一個(gè)發(fā)光元件搭載構(gòu)件3上搭載較多的發(fā)光元件2，這將導(dǎo)致各發(fā)光元件2輻射的熱量的總和增加。因此，如果不能將發(fā)光元件2輻射的熱量有效地排出到外部，輻射的熱量就會(huì)影響到發(fā)光元件2的發(fā)光強(qiáng)度或壽命等。
基于此，在半導(dǎo)體發(fā)光裝置1中，為了對(duì)發(fā)光元件2輻射的熱量進(jìn)行有效的散熱，而使發(fā)光元件搭載構(gòu)件3具有特征要素。具體而言，如圖4所示，發(fā)光元件搭載構(gòu)件3構(gòu)成為，其底面從覆蓋構(gòu)件4露出，并且，比引線端子6的底面還要突出。而且，發(fā)光元件搭載構(gòu)件3的底面借助于焊錫或Ag膏與電路基板11連接。
關(guān)于上述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體發(fā)光裝置1的散熱效率，表示散熱效率的熱阻的值約為10C/W，大于或等于圖10所示的現(xiàn)有技術(shù)中的半導(dǎo)體發(fā)光裝置101的散熱效率。具體而言，現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體發(fā)光裝置101的結(jié)構(gòu)為搭載有發(fā)光元件2的發(fā)光元件搭載構(gòu)件103的底面從覆蓋構(gòu)件104露出。
另外，關(guān)于發(fā)光元件搭載構(gòu)件3的厚度，自凹部7的底面至發(fā)光元件搭載構(gòu)件3的底面之間的距離大于或等于發(fā)光元件2的一邊的長度即可。由此，發(fā)光元件搭載構(gòu)件3的體積變大，熱容量隨著體積的增加而增加。其結(jié)果，發(fā)光元件搭載構(gòu)件3的溫度不容易因發(fā)光元件2所輻射的熱量而升高。因此，能夠抑制發(fā)光元件2所輻射的熱量對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光裝置1造成影響。
此外，使發(fā)光元件搭載構(gòu)件3的底面比引線端子6的底面更突出，由此，當(dāng)將發(fā)光元件搭載構(gòu)件3安裝在電路基板11上時(shí)，發(fā)光元件搭載構(gòu)件3的底面就會(huì)可靠地接觸電路基板11。這樣，發(fā)光元件搭載構(gòu)件3能夠?qū)l(fā)光元件2輻射的熱量有效地散熱到電路基板11。
電路基板11由導(dǎo)熱率良好的鋁或碳纖維以及在上述鋁或碳纖維上形成的絕緣層構(gòu)成。上述絕緣層由通過混入無機(jī)填充物從而提高了導(dǎo)熱率的樹脂構(gòu)成。并且，在上述電路基板11上，用銅箔形成有電路圖形。
在上述電路基板11上安裝了半導(dǎo)體發(fā)光裝置1的情況下，雖然上述絕緣層的導(dǎo)熱率提高了，但是，與鋁等相比較而言，其導(dǎo)熱率仍然較低，因此，熱阻因上述絕緣層而變高。其結(jié)果，半導(dǎo)體發(fā)光裝置1的散熱效率就會(huì)降低。
因此，在半導(dǎo)體發(fā)光裝置1中，盡可能地增大發(fā)光元件搭載構(gòu)件3的底面的面積，減少散熱效果較小的發(fā)光元件搭載構(gòu)件3的頂面的面積。由此，發(fā)光元件搭載構(gòu)件3與電路基板11接觸的區(qū)域變大。這是因?yàn)?，要將發(fā)光元件2輻射的熱量有效地散熱到電路基板11，最好盡可能地增大發(fā)光元件搭載構(gòu)件3的底面與電路基板11的接觸面。其結(jié)果，半導(dǎo)體發(fā)光裝置1就能將發(fā)光元件2輻射的熱量有效地散熱到電路基板11。
另外，在上述情況下，由于發(fā)光元件搭載構(gòu)件3從覆蓋構(gòu)件4脫落的可能性增大，因此，優(yōu)選的是，通過在發(fā)光元件搭載構(gòu)件3的側(cè)面形成溝槽來防止發(fā)光元件搭載構(gòu)件3從覆蓋構(gòu)件4脫落。
如上所述，由銅或銅合金等的導(dǎo)熱率良好的材料構(gòu)成的發(fā)光元件搭載構(gòu)件3與電路基板11直接接觸，由此，發(fā)光元件2所輻射的熱量通過發(fā)光元件搭載構(gòu)件3被有效地散熱到電路基板11。
此外，采用上述結(jié)構(gòu)，從而提高半導(dǎo)體發(fā)光裝置1的散熱效率，由此，還能夠?qū)⒔油üβ蚀笥诨虻扔?W的大輸出功率的發(fā)光元件2搭載在發(fā)光元件搭載構(gòu)件3上并使其與發(fā)光元件搭載構(gòu)件3緊密地接觸。
根據(jù)圖7和圖8來說明發(fā)光元件搭載構(gòu)件3的凹部7的配置(即，發(fā)光元件2的配置)的變形例。圖7是在本實(shí)施方式的發(fā)光元件搭載構(gòu)件3中形成三個(gè)凹部7的位置的一個(gè)變形例。圖8是在本實(shí)施方式的發(fā)光元件搭載構(gòu)件3中形成四個(gè)凹部7的位置的一個(gè)變形例。
如圖7所示，如果要在發(fā)光元件搭載構(gòu)件3中形成三個(gè)凹部7，那么，可設(shè)置各凹部7以使得各凹部7位于三角形的頂點(diǎn)。如圖8所示，如果要在發(fā)光元件搭載構(gòu)件3中形成四個(gè)凹部7，那么，可設(shè)置各凹部7以使得各凹部7位于四邊形的頂點(diǎn)。
本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光裝置優(yōu)選的是，上述第1反射面與光軸構(gòu)成的角度優(yōu)選在40度～50度的范圍內(nèi)，上述第2反射面與光軸構(gòu)成的角度優(yōu)選在20度～40度的范圍內(nèi)。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，發(fā)光元件從側(cè)面和頂面所發(fā)出的光能夠被有效地反射到光軸方向。其結(jié)果，上述半導(dǎo)體發(fā)光裝置能夠發(fā)出具有更高指向性的光。
本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光裝置特別優(yōu)選的是，上述第1反射面與光軸構(gòu)成的角度為45度，上述第2反射面與光軸構(gòu)成的角度為30度。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，上述發(fā)光元件從側(cè)面和頂面所發(fā)出的光能夠被有效地反射到光軸方向。其結(jié)果，上述半導(dǎo)體發(fā)光裝置能夠發(fā)出特別高的指向性的光。
本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光裝置可以為，具有對(duì)上述發(fā)光元件供給電流的引線端子，上述多個(gè)凹部被配置為一列，上述引線端子突出在上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件之外，其突出方向垂直于上述各凹部的排列方向。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在上述發(fā)光元件之間無需再設(shè)置上述引線端子所用的空間，因此，在上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件中可靠近地設(shè)置上述凹部7，在該凹部7設(shè)置有上述發(fā)光元件。由此，能夠在一個(gè)發(fā)光元件搭載構(gòu)件上搭載較多的發(fā)光元件，所以，可得到發(fā)出高亮度的光的半導(dǎo)體發(fā)光裝置。
本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光裝置可以為，上述發(fā)光元件是矩形的片狀，關(guān)于上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件，自上述凹部的底面至上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件的底面之間的距離大于或等于上述發(fā)光元件的一邊的長度。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件的體積變大，熱容量隨著體積的增加而增加。其結(jié)果，上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件的溫度不容易因上述發(fā)光元件所輻射的熱量而升高。因此，上述半導(dǎo)體發(fā)光裝置能夠抑制上述發(fā)光元件所輻射的熱量對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光裝置造成惡劣的影響。
另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光裝置可以為，具有對(duì)上述發(fā)光元件供給電流的引線端子，上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件的底面從上述覆蓋構(gòu)件露出，上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件的底面與上述引線端子的底面為相同的平面，或者，突出在上述引線端子的底面之外。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在將上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件安裝在基板上的情況下，能夠使上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件的底面接觸上述基板。這樣，上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件能夠?qū)⑸鲜霭l(fā)光元件輻射的熱量有效地散熱到上述基板。
本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光裝置可以為，上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件的底面從上述覆蓋構(gòu)件露出，上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件的底面的面積大于形成了上述凹部的頂面的面積，其中，上述底面和上述頂面相對(duì)。
在上述結(jié)構(gòu)中，上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件與安裝上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件的基板接觸的區(qū)域變大。要將上述發(fā)光元件輻射的熱量有效地散熱到上述基板，最好盡可能地增大上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件的底面與上述基板的接觸面。由此，上述半導(dǎo)體發(fā)光裝置就能將上述發(fā)光元件輻射的熱量有效地散熱到上述基板。
本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光裝置可以為，上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件由銅或銅合金構(gòu)成。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件能夠?qū)⑸鲜霭l(fā)光元件輻射的熱量有效地散熱到上述基板。
本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光裝置可以為，上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件由氮化鋁(AlN)構(gòu)成。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件能夠?qū)⑸鲜霭l(fā)光元件輻射的熱量有效地散熱到上述基板。
本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光裝置可以為，上述第1反射面鍍有Ag、Ni、Pt、Pd的單體或者其混合物。
在上述結(jié)構(gòu)中，對(duì)被設(shè)置在上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件中的上述凹部的上述第1反射面電鍍高反射率的材料，上述第1反射面的反射率變高。因此，能夠沿著光軸方向有效地反射上述發(fā)光元件從側(cè)面發(fā)出的光。
本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光裝置可以為，在上述發(fā)光元件與上述凹部的底面之間具有熱沉，上述熱沉由下述材料構(gòu)成，即碳化硅(SiC)，或者使碳化硅浸漬金屬鋁、鎂所得到的材料，或者氮化鋁(AlN)。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，上述熱沉和上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件的導(dǎo)熱率相等。由此，上述發(fā)光元件輻射的熱量可以從上述熱沉向上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件有效地進(jìn)行熱傳導(dǎo)。
本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光裝置可以為，上述多個(gè)凹部的底面的直徑各自不同。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以將不同尺寸的發(fā)光元件搭載到一個(gè)上述發(fā)光元件搭載部件上。
本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光裝置可以為，上述發(fā)光元件是矩形的片狀，上述凹部的深度大于或等于上述發(fā)光元件的厚度且小于或等于上述發(fā)光元件的頂面的對(duì)角線的長度。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于上述凹部的深度大于或等于上述發(fā)光元件的厚度，因此，在上述凹部的內(nèi)壁面上設(shè)置的上述第1反射面能夠可靠地沿著光軸方向反射上述發(fā)光元件從側(cè)面所發(fā)出的光。另外，由于上述凹部的深度小于或等于上述發(fā)光元件的頂面的對(duì)角線的長度，因此，上述第2反射面能夠沿著光軸方向反射上述發(fā)光元件從頂面沿著傾斜方向所發(fā)出的光。
本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光裝置可以為，在上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件中形成三個(gè)上述凹部，設(shè)置上述各凹部以使得其位于三角形的頂點(diǎn)。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件中，上述三個(gè)凹部被設(shè)置得位于三角形的頂點(diǎn)。如上所述，在上述半導(dǎo)體發(fā)光裝置中，可以根據(jù)用途來變更上述凹部的搭載位置。
本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光裝置可以為，在上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件中形成四個(gè)上述凹部，設(shè)置上述各凹部以使得其位于四邊形的頂點(diǎn)。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件中，上述四個(gè)凹部被設(shè)置得位于四邊形的頂點(diǎn)。如上所述，在上述半導(dǎo)體發(fā)光裝置中，可以根據(jù)用途來變更上述凹部的搭載位置。
以上，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，上述具體實(shí)施方式
或?qū)嵤├齼H僅是揭示本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容的示例，本發(fā)明并不限于上述具體示例，不應(yīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行狹義的解釋，可在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更來實(shí)施之。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于，具有多個(gè)發(fā)光元件(2)；發(fā)光元件搭載構(gòu)件(3)，用于搭載上述發(fā)光元件(2)；以及覆蓋構(gòu)件(4)，覆蓋上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件(3)的搭載上述發(fā)光元件(2)的搭載面?zhèn)?，在上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件(3)的上述發(fā)光元件(2)的搭載位置設(shè)置凹部(7)；在上述覆蓋構(gòu)件(4)中，在與上述凹部(7)對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置通孔；上述凹部(7)和上述通孔的內(nèi)壁面分別形成第1反射面(8)和第2反射面(9)；上述第2反射面(9)與上述發(fā)光元件(2)的光軸構(gòu)成的角度小于上述第1反射面(8)與上述發(fā)光元件(2)的光軸構(gòu)成的角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于上述第1反射面(8)與上述發(fā)光元件(2)的光軸構(gòu)成的角度在40度～50度的范圍內(nèi)；上述第2反射面(9)與上述發(fā)光元件(2)的光軸構(gòu)成的角度在20度～40度的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于上述第1反射面(8)與上述發(fā)光元件(2)的光軸構(gòu)成的角度為45度；上述第2反射面(9)與上述發(fā)光元件(2)的光軸構(gòu)成的角度為30度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于具有對(duì)上述發(fā)光元件(2)供給電流的引線端子(6)；上述多個(gè)凹部(7)被配置為一列；上述引線端子(6)突出在上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件(3)之外，其突出方向垂直于上述各凹部(7)的排列方向。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于上述發(fā)光元件(2)是矩形的片狀；關(guān)于上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件(3)，自上述凹部(7)的底面至上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件(3)的底面之間的距離大于或等于上述發(fā)光元件(2)的一邊的長度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于具有對(duì)上述發(fā)光元件(2)供給電流的引線端子(6)；上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件(3)的底面從上述覆蓋構(gòu)件(4)露出；上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件(3)的底面與上述引線端子(6)的底面為相同的平面，或者，突出在上述引線端子(6)的底面之外。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件(3)的底面從上述覆蓋構(gòu)件(4)露出；上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件(3)的底面的面積大于形成了上述凹部(7)的頂面的面積，其中，上述底面和上述頂面相對(duì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件(3)由銅或銅合金構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件(3)由氮化鋁(AlN)構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于上述第1反射面(8)鍍有Ag、Ni、Pt、Pd的單體或者其混合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于在上述發(fā)光元件(2)與上述凹部(7)的底面之間具有熱沉(5)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于上述熱沉(5)由碳化硅(SiC)或者使碳化硅浸漬金屬鋁、鎂所得到的材料或者氮化鋁(AlN)構(gòu)成。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于上述多個(gè)凹部(7)的底面的直徑各自不同。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于上述發(fā)光元件(2)是矩形的片狀；上述凹部(7)的深度大于或等于上述發(fā)光元件(2)的厚度且小于或等于上述發(fā)光元件(2)的頂面的對(duì)角線的長度。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于在上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件(3)中形成三個(gè)上述凹部(7)，設(shè)置上述各凹部(7)使得其位于三角形的頂點(diǎn)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于在上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件(3)中形成四個(gè)上述凹部(7)，設(shè)置上述各凹部(7)使得其位于四邊形的頂點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體發(fā)光裝置(1)，具有多個(gè)發(fā)光元件(2)；發(fā)光元件搭載構(gòu)件(3)，用于搭載上述發(fā)光元件(2)；以及覆蓋構(gòu)件(4)，覆蓋上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件(3)的搭載上述發(fā)光元件(2)的搭載面?zhèn)?，其中，在上述發(fā)光元件搭載構(gòu)件(3)的上述發(fā)光元件(2)的搭載位置設(shè)置凹部(7)，在上述覆蓋構(gòu)件(4)中，在與上述凹部(7)對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置通孔，上述凹部(7)和上述通孔的內(nèi)壁面分別形成第1反射面(8)和第2反射面(9)，上述第2反射面(9)與上述發(fā)光元件(2)的光軸構(gòu)成的角度小于上述第1反射面(8)與上述發(fā)光元件(2)的光軸構(gòu)成的角度。
文檔編號(hào)H01L25/075GK1959982SQ20061014295
公開日2007年5月9日 申請(qǐng)日期2006年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月31日
發(fā)明者竹川浩 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社