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)明涉及一種半導(dǎo)體發(fā)光裝置。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管等半導(dǎo)體發(fā)光元件具有小型、耗電少、能穩(wěn)定地進(jìn)行高亮度發(fā)光的優(yōu)點(diǎn)。近年來，正逐步將白熾燈等照明設(shè)備替換為采用由發(fā)出白色光的LED(Light EmittingDiode:發(fā)光二極管)構(gòu)成的發(fā)光裝置的照明設(shè)備。
半導(dǎo)體發(fā)光元件包括俯視下具有大小約為300 μ m見方的長方體外形的芯片。在該芯片的所有方位上都放射光。由此，在把半導(dǎo)體發(fā)光元件用于液晶顯示裝置的背光或一般照明等情況下，需要將光的放射方向控制在一定方向上。
因此，通常在搭載半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝基板或者封裝半導(dǎo)體發(fā)光元件的封裝件中，使用對從半導(dǎo)體發(fā)光元件放射的光的波長具有高反射率的材料。或者，設(shè)置反射體等。
作為公開了具有反射部件的發(fā)光裝置的現(xiàn)有文獻(xiàn)，有日本特開2005-317592號公報(bào)(專利文獻(xiàn)I)。專利文獻(xiàn)I中記載的發(fā)光裝置具有:基體，其由俯視下形狀為長方形的陶瓷構(gòu)成；凸部，其跨設(shè)在該基體的上側(cè)主表面的相向的長邊之間且與短邊平行地形成，并在上表面具有發(fā)光元件的搭載部。另外，發(fā)光裝置具有:框狀的反射部件，其在下表面形成有凹部，接合于基體的上側(cè)主表面而使凹部與凸部嵌合且包圍搭載部，并使內(nèi)周面構(gòu)成為反射發(fā)光元件發(fā)出的光的反射面；導(dǎo)體層，其形成于凸部的上表面并與發(fā)光元件電連接。
作為公開了發(fā)光二極管用封裝件的現(xiàn)有文獻(xiàn)，有日本特開2006-287132號公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)。在專利文獻(xiàn)2記載的發(fā)光二極管用封裝件中，蓋體形成有具有反射面的開口，粘貼在用于安裝發(fā)光二極管元件的基體的上部?；w及蓋體是用氣孔直徑為0.10 1.25 μ m的氧化鋁陶瓷或者氣孔率為10%以上的氧化鋁陶瓷形成的。
僅提高搭載半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝基板的上表面的反射率，還不能高效地利用從半導(dǎo)體發(fā)光元件放射到下方的光。這是因?yàn)?，如果不把從半?dǎo)體發(fā)光元件放射的光反射到與安裝基板的上表面正交的方向上，就不能提高光的利用效率。
從半導(dǎo)體發(fā)光元件放射到下方的光相對于安裝基板的上表面的入射角度小，所以反射到與安裝基板的上表面正交的方向上的比例小。因此，還有進(jìn)一步提高光的利用效率的余地。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種提高了光的利用效率的半導(dǎo)體發(fā)光裝置。
基于本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光裝置具備:基板，其設(shè)有配線圖案；半導(dǎo)體發(fā)光元件，其搭載在基板的一個(gè)主表面上，且與配線圖案電連接。基板在上述一個(gè)主表面上具有凹凸結(jié)構(gòu)，該凹凸結(jié)構(gòu)使從半導(dǎo)體發(fā)光元件向該基板放射的光的至少一部分沿正交于上述一個(gè)主表面的方向反射。
在本發(fā)明一方式中，凹凸結(jié)構(gòu)在俯視下以半導(dǎo)體發(fā)光元件為中心呈同心圓狀地設(shè)有多個(gè)。在本發(fā)明一方式中，凹凸結(jié)構(gòu)在俯視下以半導(dǎo)體發(fā)光元件為中心呈同心矩形形狀地設(shè)有多個(gè)。在本發(fā)明一方式中，凹凸結(jié)構(gòu)在俯視下以半導(dǎo)體發(fā)光元件為中心呈同心狀地設(shè)有多個(gè)，且內(nèi)側(cè)設(shè)置成矩形形狀，外側(cè)設(shè)置成圓形形狀。在本發(fā)明一方式中，基板在俯視下具有大致呈長方形形狀的外形，并且還具有包圍該基板的邊緣的反射部。凹凸結(jié)構(gòu)沿與基板的長度方向正交的方向延伸，且在上述長度方向上相互隔開間隔地設(shè)有多個(gè)。在本發(fā)明一方式中，凹凸結(jié)構(gòu)還設(shè)置為包圍所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的矩形形狀。優(yōu)選地，凹凸結(jié)構(gòu)設(shè)置為不與配線圖案同半導(dǎo)體發(fā)光元件的連接位置重疊。優(yōu)選地，凹凸結(jié)構(gòu)從自半導(dǎo)體發(fā)光元件的周向側(cè)面離開該半導(dǎo)體發(fā)光元件厚度的I倍以上1.5倍以下的距離的位置起分離地形成。在本發(fā)明一方式中，凹凸結(jié)構(gòu)具有橫截面為矩齒狀的外形并具有多個(gè)傾斜面，該多個(gè)傾斜面構(gòu)成為反射從半導(dǎo)體發(fā)光元件放射出的光的反射面。當(dāng)設(shè)半導(dǎo)體發(fā)光元件的厚度為H，多個(gè)傾斜面中最鄰近半導(dǎo)體發(fā)光元件的鄰近傾斜面同上述一個(gè)主表面的交叉線、與半導(dǎo)體發(fā)光元件的周向側(cè)面之間的最短距離為L，鄰近傾斜面與上述一個(gè)主表面所成的內(nèi)角為Θ時(shí)，鄰近傾斜面滿足2 Θ =90° -tarTWL)的關(guān)系。優(yōu)選地，30。(Θ 彡 45°。在本發(fā)明一方式中，當(dāng)設(shè)凹凸結(jié)`構(gòu)的橫截面中相互鄰接的凸部的頂點(diǎn)彼此的間隔為Lp,上述頂點(diǎn)的高度為h,位于上述頂點(diǎn)彼此之間的傾斜面的上述內(nèi)角為Θ P時(shí)，滿足Lp=h/tan Θ P的關(guān)系。在本發(fā)明一方式中，凹凸結(jié)構(gòu)由陶瓷構(gòu)成。在本發(fā)明一方式中，凹凸結(jié)構(gòu)由金屬構(gòu)成。在本發(fā)明一方式中，凹凸結(jié)構(gòu)的表面被實(shí)施鏡面加工。在本發(fā)明一方式中，凹凸結(jié)構(gòu)的表面由銀構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明，能夠提高半導(dǎo)體發(fā)光裝置的光的利用效率。本發(fā)明的上述以及其他目的、特征、情況及優(yōu)點(diǎn)，將通過結(jié)合附圖理解的本發(fā)明的以下詳細(xì)說明而變得明確。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式I的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖2是從圖1的箭頭II方向觀察到的上述實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的俯視圖；圖3是從圖1的箭頭III方向觀察到的上述實(shí)施方式的第一變形例的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的俯視圖；圖4是從圖1的箭頭IV方向觀察到的上述實(shí)施方式的第二變形例的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的俯視圖；圖5是表示從半導(dǎo)體發(fā)光元件放射的光的一部分由凹凸結(jié)構(gòu)反射的狀態(tài)的局部首丨J視圖;圖6是表示半導(dǎo)體發(fā)光元件與凹凸結(jié)構(gòu)的配置關(guān)系的局部剖視圖7是表示熒光體層中包含的熒光粒子的激發(fā)光譜及發(fā)光光譜的曲線圖8是表示設(shè)有配線圖案及凹凸結(jié)構(gòu)的基板的結(jié)構(gòu)的局部剖視圖9是表示將半導(dǎo)體發(fā)光元件以芯片接合的方式接合在基板上的狀態(tài)的局部剖視圖10是表示對半導(dǎo)體發(fā)光元件的電極焊盤與基板的接合焊盤進(jìn)行了引線接合的狀態(tài)的局部剖視圖11是表示在基板上貼附了用于形成熒光體層的止擋部件即擋片的狀態(tài)的局部首丨J視圖;
圖12是表示在基板上注入了含有熒光粒子的樹脂的狀態(tài)的局部剖視圖13是表示將內(nèi)側(cè)填充有透明樹脂的成型金屬模與熒光體層相向配置的狀態(tài)的局部剖視圖14是表示利用內(nèi)側(cè)填充有透明樹脂的成型金屬模覆蓋熒光體層的狀態(tài)的局部首丨J視圖;
圖15是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)的俯視圖16是從圖15的XV1-XVI線箭頭方向觀察到的剖視圖17是表示本實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的封裝件的結(jié)構(gòu)的俯視圖18是從圖17的XVII1-XVIII線箭頭方向觀察到的剖視圖19是從圖17的XIX-XIX線箭頭方向觀察到的剖視圖。
具體實(shí)施方式
以下，說明本發(fā)明實(shí)施方式I的半導(dǎo)體發(fā)光裝置。在以下的實(shí)施方式的說明中，對圖中的相同或者相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注相同的附圖標(biāo)記，并且不對其進(jìn)行重復(fù)說明。需要說明的是，在實(shí)施方式的說明中，將會為了便于說明而使用上、下、左、右這類表述，但這類表述是基于所示出的附圖的，并不限定發(fā)明的結(jié)構(gòu)。
實(shí)施方式I
圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式I的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖2是從圖1的箭頭II方向觀察到的本實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的俯視圖。圖3是從圖1的箭頭III方向觀察到的本實(shí)施方式的第一變形例的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的俯視圖。圖4是從圖1的箭頭IV方向觀察到的本實(shí)施方式的第二變形例的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的俯視圖。
如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施方式I的半導(dǎo)體發(fā)光裝置100具備:基板110，其設(shè)有配線圖案；半導(dǎo)體發(fā)光元件130，其搭載在基板110的一個(gè)主表面即上表面上，且與配線圖案電連接。在本實(shí)施方式中，半導(dǎo)體發(fā)光元件130由熒光體層181覆蓋，熒光體層181由透明樹脂層182覆蓋。熒光體層181和透明樹脂層182構(gòu)成密封部180。
基板110由例如陶瓷構(gòu)成。作為配線圖案的一部分，在基板110的下表面上設(shè)有電極部170以及與電極部170連接且延伸到基板110上表面的通孔160。而且，作為配線圖案的一部分，在基板110的上表面上設(shè)有與通孔160電連接的接合焊盤150。接合焊盤150、通孔160以及電極部170由導(dǎo)電性材料形成。
在基板110的上表面的大致中心設(shè)有晶片焊盤120。晶片焊盤120例如通過涂布銀(Ag)膏并固化而形成。在基板110的上表面上，形成有將在下文中描述的凹凸結(jié)構(gòu)111。凹凸結(jié)構(gòu)111形成為不與晶片焊盤120設(shè)置的位置重疊。半導(dǎo)體發(fā)光元件130發(fā)出紅(R)、綠(G)及藍(lán)⑶中的任一顏色的光。半導(dǎo)體發(fā)光元件130在俯視下例如具有0.3mm見方以上的大小。半導(dǎo)體發(fā)光元件130根據(jù)發(fā)光顏色的不同而包括GaN、藍(lán)寶石、GaAs或者AlGaInP等。在本實(shí)施方式中，使用發(fā)藍(lán)色光的半導(dǎo)體發(fā)光兀件130。半導(dǎo)體發(fā)光兀件130包括:藍(lán)寶石基板131、由形成在藍(lán)寶石基板131上的InGaN/GaN層構(gòu)成的半導(dǎo)體層132和利用導(dǎo)電性材料形成在半導(dǎo)體層132上表面的一部分上的電極焊盤133。通過利用晶片焊盤120將藍(lán)寶石基板131的與半導(dǎo)體層132側(cè)相反一側(cè)的面粘接到基板110的上表面上，使半導(dǎo)體發(fā)光兀件130相對于基板110固定。電極焊盤133與接合焊盤150由金(Au)線所構(gòu)成的引線140連接。其結(jié)果是，半導(dǎo)體發(fā)光元件130與基板110的配線圖案電連接。熒光體層181由使從半導(dǎo)體發(fā)光元件130發(fā)出的光透過的樹脂形成。熒光體層181例如由透明的環(huán)氧樹脂或者有機(jī)硅樹脂等形成。多個(gè)熒光粒子分散地包含在熒光體層181中。從半導(dǎo)體發(fā)光元件130發(fā)出的光通過熒光粒子變換波長。其結(jié)果是，從熒光體層181發(fā)出與從半導(dǎo)體發(fā)光兀件130發(fā)出的光波長不同的光。作為熒光粒子，例如能適當(dāng)?shù)厥褂肂OSE(Ba、O、Sr、S1、Eu)等。另外，除了 BOSE以夕卜，也能將SOSE (Sr、Ba、S1、O、Eu)、YAG (鈰激活釔鋁石榴石)、α塞隆((Ca)、S1、Al、O、N、Eu)、β塞隆(S1、Al、O、N、Eu)等適當(dāng)?shù)赜米鳠晒饬Ｗ?。需要說明的是，在本實(shí)施方式中說明了半導(dǎo)體發(fā)光裝置100具有熒光體層181的情況，但也可以設(shè)置光擴(kuò)散層來代替熒光體層181。在光擴(kuò)散層中分散地含有散射粒子，該散射粒子使從半導(dǎo)體發(fā)光元件130發(fā)出的光散射，其成分為例如Ti02、Si02、氧化鋁、氮化鋁或者粒徑在IOnm以上10 μ m以下大小的莫來石粉末等。另外，為了抑制顏色不均勻，也可以使熒光粒子及散射粒子混合地包含在光擴(kuò)散層中。透明樹脂層182由使從半導(dǎo)體發(fā)光元件130及熒光體層181發(fā)出的光透過的樹脂形成。透明樹脂層182由例如透明的環(huán)氧樹脂或者有機(jī)硅樹脂形成。為了提高來自半導(dǎo)體發(fā)光元件130的光的出射效率，透明樹脂層182優(yōu)選具有比熒光體層181小的折射率。在半導(dǎo)體發(fā)光裝置100中，從半導(dǎo)體發(fā)光兀件130發(fā)出的一次光與從突光體層181發(fā)出的二次光混合成的光透過透明樹脂層182出射。通過適當(dāng)?shù)亟M合半導(dǎo)體發(fā)光元件130的發(fā)光顏色和熒光體層181的發(fā)光顏色，能夠自由地選擇從半導(dǎo)體發(fā)光裝置100出射的光的顏色。以下，詳細(xì)地說明凹凸結(jié)構(gòu)111。如圖2所示，在本實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置100中，凹凸結(jié)構(gòu)Illa在俯視下以半導(dǎo)體發(fā)光元件130為中心呈同心矩形形狀地設(shè)有多個(gè)。在本實(shí)施方式中，矩形形狀的角部帶有圓形，但是也可以是呈直角的角部。如圖3所示，在第一變形例的半導(dǎo)體發(fā)光裝置中，凹凸結(jié)構(gòu)Illb在俯視下以半導(dǎo)體發(fā)光元件130為中心呈同心圓狀地設(shè)有多個(gè)。如圖4所示，在第二變形例的半導(dǎo)體發(fā)光裝置中，凹凸結(jié)構(gòu)111在俯視下以半導(dǎo)體發(fā)光元件130為中心呈同心狀地設(shè)置，且內(nèi)側(cè)設(shè)置成矩形形狀，外側(cè)設(shè)置成圓形形狀。具體地說，凹凸結(jié)構(gòu)111以半導(dǎo)體發(fā)光元件130為中心，在半導(dǎo)體發(fā)光元件130的附近形成為矩形形狀，并隨著自半導(dǎo)體發(fā)光元件130逐漸遠(yuǎn)離而慢慢地變化，形成為圓形形狀。
這種情況下，能夠在半導(dǎo)體發(fā)光元件130的附近，利用設(shè)置成矩形形狀的凹凸結(jié)構(gòu)Illa高效地反射沿正交于半導(dǎo)體發(fā)光元件130側(cè)面的方向行進(jìn)的光，并能夠利用圓形形狀的凹凸結(jié)構(gòu)Illb均勻地反射隨著逐漸遠(yuǎn)離半導(dǎo)體發(fā)光元件130而自半導(dǎo)體發(fā)光元件130呈放射狀地行進(jìn)的光。
如圖1 圖4所示，凹凸結(jié)構(gòu)111設(shè)置為不與配線圖案同半導(dǎo)體發(fā)光元件130的連接位置即接合焊盤150重疊。具體地說，在接合焊盤150以下沒有形成凹凸結(jié)構(gòu)111。由于這樣能夠使接合焊盤150的上表面平坦而將引線140穩(wěn)定地連接到接合焊盤150上，所以能夠抑制引線140的連接不良。
圖5是表示從半導(dǎo)體發(fā)光元件放射的光的一部分由凹凸結(jié)構(gòu)反射的狀態(tài)的局部剖視圖。圖6是表示半導(dǎo)體發(fā)光元件與凹凸結(jié)構(gòu)的配置關(guān)系的局部剖視圖。
在圖5、圖6中示例性地表示了從半導(dǎo)體發(fā)光元件130放射的光的一部分。光從半導(dǎo)體發(fā)光元件130中呈放射狀地放射。另外，在圖6中，晶片焊盤120的厚度與半導(dǎo)體發(fā)光元件130的厚度相比極薄，所以圖示成半導(dǎo)體發(fā)光元件130的下表面直接接觸基板110的上表面。
如圖5所不,從半導(dǎo)體發(fā)光兀件130沿正交于基板110上表面的方向放射的光10原樣行進(jìn)并在熒光體層181內(nèi)傳播。另一方面，從半導(dǎo)體發(fā)光元件130向基板110上表面放射的光20由基板110的上表面反射。
如圖5、圖6所示，基板110在上表面上具有凹凸結(jié)構(gòu)111，該凹凸結(jié)構(gòu)111使從半導(dǎo)體發(fā)光元件130向基板110放射的光20中的至少一部分沿正交于上表面的方向反射。通過這種結(jié)構(gòu)，能夠提高從半導(dǎo)體發(fā)光元件130放射的光的利用效率。
在基板110的上表面上，放射到半導(dǎo)體發(fā)光元件130的周向側(cè)面附近的位置的光的量比較少，所以即使在該位置形成凹凸結(jié)構(gòu)111效果也不大。因此，例如如圖6所示，凹凸結(jié)構(gòu)111可以從自半導(dǎo)體發(fā)光元件130的周向側(cè)面離開半導(dǎo)體發(fā)光元件130厚度的I倍以上1.5倍以下的距離L的位置起分離地形成。即，可以使最接近半導(dǎo)體發(fā)光元件130的凹凸結(jié)構(gòu)Illd與半導(dǎo)體發(fā)光元件130之間的間隔為上述距離L。這樣，減少了無用的凹凸結(jié)構(gòu)111，能夠高效地謀求提高光的利用效率。
在本實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置100中，凹凸結(jié)構(gòu)111具有橫截面為鋸齒形狀的外形并具有多個(gè)傾斜面，該多個(gè)傾斜面構(gòu)成為反射從半導(dǎo)體發(fā)光元件130放射的光的反射面。
如圖6所示，當(dāng)設(shè)半導(dǎo)體發(fā)光元件130的厚度為H，多個(gè)傾斜面中最鄰近半導(dǎo)體發(fā)光元件130的鄰近傾斜面Ille同基板110的上表面的交叉線與半導(dǎo)體發(fā)光元件130的周向側(cè)面之間的最短距離為L，鄰近傾斜面Ille與基板110的上表面所成的內(nèi)角為Θ時(shí)，鄰近傾斜面Ille優(yōu)選滿足2 Θ =90° -tarT1 (Η/L)的關(guān)系。在此,如圖6所示,設(shè)tarT1 (H/L)—Ci O
通過該結(jié)構(gòu)，能夠沿正交于基板110上表面的方向反射從半導(dǎo)體發(fā)光元件130上表面的端部入射到鄰近傾斜面Ille的光。因此，從半導(dǎo)體發(fā)光元件130向基板110放射的光大部分沿正交于基板110上表面的方向反射，能夠提高光的利用效率。
由于滿足上述的關(guān)系，所以上述內(nèi)角Θ隨距離L的變大而變大。在實(shí)際使用中，通過使30° < θ <45°，能夠利用鄰近傾斜面Ille有效地反射光，提高光的利用效率。另外，當(dāng)設(shè)凹凸結(jié)構(gòu)111的橫截面中相互鄰接的凸部的頂點(diǎn)彼此的間隔為Lp，上述頂點(diǎn)的高度為h，位于上述頂點(diǎn)彼此之間的傾斜面的內(nèi)角為Θ P時(shí)，多個(gè)凹凸結(jié)構(gòu)111彼此之間優(yōu)選滿足Lp = h/tan Θ P的關(guān)系。這樣，能夠?qū)⒎謩e具有橫截面為直角三角形形狀的外形的多個(gè)凹凸結(jié)構(gòu)111相互連續(xù)地配置。在本實(shí)施方式中，使用了發(fā)光峰位波長為450nm的藍(lán)色發(fā)光元件作為半導(dǎo)體發(fā)光元件130，但半導(dǎo)體發(fā)光元件130不局限于此。圖7是表示熒光體層中包含的熒光粒子的激發(fā)光譜及發(fā)光光譜的曲線圖。在圖7中，縱軸表不光的強(qiáng)度，橫軸表不光的波長。另外，激發(fā)光譜由虛線表不，發(fā)光光譜由實(shí)線表示。另外，作為熒光粒子，示出了 β塞隆熒光體的數(shù)據(jù)。如圖7所示，在熒光體層181所含有的熒光粒子中，多數(shù)在紫外區(qū)域具有高的激發(fā)光譜。在利用可見光區(qū)域的波長的光激發(fā)熒光粒子時(shí)，存在使用熒光粒子激發(fā)光譜的邊緣部分的情況。該情況下，通過使用例如發(fā)光峰位波長為390nm以上420nm以下的紫外(近紫外)半導(dǎo)體發(fā)光元件，能夠提高熒光體層181的發(fā)光效率。在本實(shí)施方式中，利用熒光體層181及透明樹脂層182構(gòu)成密封部180，但密封部180不局限于此，例如，也可以利用透光的玻璃層構(gòu)成密封部180。在這種情況下，也能夠抑制在密封部180內(nèi)行進(jìn)的光在密封部180的外表面上發(fā)生全反射而被限制在密封部180內(nèi)。其結(jié)果是，能夠提高從半導(dǎo)體發(fā)光元件130放射的光的利用效率。以下，說明本實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置100的制造方法。圖8是表示設(shè)有配線圖案及凹凸結(jié)構(gòu)的基板的結(jié)構(gòu)的局部剖視圖。如圖8所示，準(zhǔn)備基板110，該基板110在上表面上設(shè)有引線接合用的接合焊盤150，在下表面上設(shè)有用于與外部電路連接的電極部170，使接合焊盤150和電極部170這兩者通過通孔160導(dǎo)通，從而構(gòu)成為能夠向半導(dǎo)體發(fā)光元件130供給電力。作為基板110的材料，優(yōu)選為光反射率聞的陶瓷等。在基板110中使用陶瓷基板的情況下，通過預(yù)先在印刷電路基板狀態(tài)下形成所需的凹凸形狀，然后對印刷電路基板進(jìn)行燒成，能夠制造具有凹凸結(jié)構(gòu)111的陶瓷基板。該情況下，凹凸結(jié)構(gòu)111由陶瓷構(gòu)成?；蛘?，也可以通過另行制造表面上具有凹凸結(jié)構(gòu)111的金屬板并將該金屬板嵌入到陶瓷基板的所需部分上，制造具有凹凸結(jié)構(gòu)111的基板110。該情況下，凹凸結(jié)構(gòu)111由金屬構(gòu)成。優(yōu)選地，對凹凸結(jié)構(gòu)111的表面進(jìn)行鏡面加工。由此，能夠提高凹凸結(jié)構(gòu)111對光的反射率。另外，凹凸結(jié)構(gòu)111的表面優(yōu)選由銀構(gòu)成。該情況下，能夠提高凹凸結(jié)構(gòu)111在從半導(dǎo)體發(fā)光兀件130放射的光的波長為370nm以上550nm以下時(shí)對光的反射率。圖9是表示將半導(dǎo)體發(fā)光元件以芯片接合的方式接合在基板上的狀態(tài)的局部剖視圖。如圖9所示，將半導(dǎo)體發(fā)光元件130以芯片接合的方式接合到基板110的上表面的規(guī)定位置。在基板110上，以芯片接合的方式使多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件130相互隔開規(guī)定間隔地接合。圖10是表示對半導(dǎo)體發(fā)光元件的電極焊盤與基板的接合焊盤進(jìn)行了引線接合的狀態(tài)的局部剖視圖。如圖10所示，利用引線140對半導(dǎo)體發(fā)光元件130的電極焊盤133與基板110的接合焊盤150進(jìn)行引線接合而使二者電連接。
圖11是表示在基板上貼附了用于形成熒光體層的止擋部件即擋片的狀態(tài)的局部剖視圖。如圖11所示，將擋片185以半導(dǎo)體發(fā)光元件130為中心呈圓形形狀地貼附在基板110的上表面上。
擋片185的厚度設(shè)定為與熒光體層181的厚度相對應(yīng)。另外，由擋片185的內(nèi)周面包圍的區(qū)域的大小設(shè)定為與熒光體層181的大小相對應(yīng)。
圖12是表示在基板上注入了含有熒光粒子的樹脂的狀態(tài)的局部剖視圖。如圖12所示，從噴嘴183將含有熒光粒子的樹脂注入到基板110上的由擋片185包圍的區(qū)域中。該樹脂一直注入到填滿由擋片185包圍的區(qū)域?yàn)橹?。此時(shí)，利用樹脂的表面張力抑制樹脂向擋片185外側(cè)流出。
作為擋片185，例如能夠使用在特氟龍(注冊商標(biāo))或者氟橡膠等樹脂制片的一個(gè)面上涂布粘接材料而得到的擋片。
氟橡膠彈性高，而且如后文所述，在去除擋片185時(shí)能容易地去除擋片185，所以優(yōu)選。作為粘接材料，優(yōu)選為易于將擋片185貼附到基板110的上表面上，且在去除擋片185時(shí)也不會在基板110的上表面上留下粘接材料殘?jiān)牟牧稀?br> 在150°C的溫度下加熱120分鐘，使含有熒光粒子的樹脂硬化，之后去除擋片185，形成熒光體層181?？梢酝ㄟ^利用夾具夾持擋片185的一部分并進(jìn)行剝離來去除擋片185。該情況下，能夠?qū)⒘粼趽跗?85上表面上的含有熒光粒子的樹脂與擋片185—并去除。
圖13是表示將內(nèi)側(cè)填充有透明樹脂的成型金屬模與熒光體層相向配置的狀態(tài)的局部剖視圖。如圖13所示，在成型金屬模的陽模184的型腔內(nèi)填充透明樹脂，并將陽模184配置為與熒光體層181相向。
圖14是表示利用內(nèi)側(cè)填充有透明樹脂的成型金屬模覆蓋熒光體層的狀態(tài)的局部剖視圖。如圖14所示，配置陽模184，從而將熒光體層181收納在型腔內(nèi)。將基板110設(shè)在未圖示的陰模上。在利用未圖示的基座模將陽模184與陰模合模的狀態(tài)下，通過在150°C的溫度下加熱I分鐘左右而使透明樹脂硬化。之后，拆開成型金屬模，從陰模上取下基板110。
在像這樣通過壓縮成型形成透明樹脂層182的情況下，由于相鄰的透明樹脂層182在基板110上彼此相連，薄的透明樹脂膜有時(shí)會延伸到透明樹脂層182的周緣部而包覆在基板110的上表面上。
通過在150°C的溫度下加熱2小時(shí)而進(jìn)行后固化，然后分割成一個(gè)一個(gè)的半導(dǎo)體發(fā)光裝置。該分割可以進(jìn)行如下:在設(shè)于基板110下表面的分割槽上利用切割器從透明樹脂層182側(cè)剪斷。根據(jù)該方法，能夠利用切割器剪斷如上所述地包覆在基板110上表面上的透明樹脂膜，并能夠沿分割槽分割基板110，因此，能夠容易將半導(dǎo)體發(fā)光裝置分割成一片一片的。通過上述方法，得到圖1中示出的半導(dǎo)體發(fā)光裝置100。
此外，適當(dāng)設(shè)定熒光體層181與透明樹脂層182在俯視下的大小之比。但是，隨著自半導(dǎo)體發(fā)光元件130逐漸遠(yuǎn)離，從半導(dǎo)體發(fā)光元件130放射的光的強(qiáng)度也降低，所以也可以僅在半導(dǎo)體發(fā)光元件130附近設(shè)置熒光體層181，在遠(yuǎn)離半導(dǎo)體發(fā)光元件130的部分不設(shè)置熒光體層181。
這種情況下，能夠使放射到半導(dǎo)體發(fā)光元件130附近且強(qiáng)度較強(qiáng)的光由凹凸結(jié)構(gòu)Ill反射而入射到熒光體層181中，使放射到半導(dǎo)體發(fā)光元件130遠(yuǎn)處且強(qiáng)度較弱的光由凹凸結(jié)構(gòu)111反射而入射到透明樹脂層182中。其結(jié)果是，能夠減少強(qiáng)度弱、被熒光體層181吸收而不能有效利用的光，提高從半導(dǎo)體發(fā)光元件130放射的光的利用效率。另外，如上所述，在使用擋片185形成熒光體層181的情況下，熒光體層181的位置精度由擋片185的配置精度決定，所以能夠以高的位置精度形成熒光體層181。其結(jié)果是，能夠抑制自半導(dǎo)體發(fā)光裝置100照射的光的亮度及色度的偏差。以下，說明本發(fā)明實(shí)施方式2的半導(dǎo)體發(fā)光裝置實(shí)施方式2圖15是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖16是從圖15的XV1-XVI線箭頭方向觀察到的剖視圖。圖17是表示本實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的封裝件的結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖18是從圖17的XVII1-XVIII線箭頭方向觀察到的剖視圖。圖19是從圖17的XIX-XIX線箭頭方向觀察到的剖視圖。如圖15 圖19所示，本發(fā)明實(shí)施方式2的半導(dǎo)體發(fā)光裝置200包括半導(dǎo)體發(fā)光元件230和封裝件290。封裝件290包括:構(gòu)成一個(gè)電極且搭載有半導(dǎo)體發(fā)光元件230的金屬制第一引線框架270、構(gòu)成另一電極的金屬制第二引線框架271和與上述一對第一引線框架270及第二引線框架271用樹脂一體成型的、由白色樹脂構(gòu)成的反射部210。第一引線框架270及第二引線框架271在俯視下分別具有長方形形狀的外形。第一引線框架270與第二引線框架271隔開規(guī)定的間隔設(shè)置。第一引線框架270及第二引線框架271具有散熱功能。第一引線框架270、第二引線框架271及封裝件290的反射部210構(gòu)成基板?；逶诟┮曄戮哂写笾鲁书L方形形狀的外形。反射部210形成為包圍基板的邊緣。半導(dǎo)體發(fā)光元件230由涂布在第一引線框架270的搭載面250上的粘接劑220固定。在半導(dǎo)體發(fā)光兀件230的搭載面250上,露出第一引線框架270的金屬表面,或者露出形成在第一引線框架270上的鍍銀等金屬層。第一引線框架270利用引線241與半導(dǎo)體發(fā)光元件230的一個(gè)端子進(jìn)行引線接合而與該一個(gè)端子電連接。第二引線框架271利用引線242與半導(dǎo)體發(fā)光元件230的另一端子進(jìn)行引線接合而與該另一端子電連接。在進(jìn)行引線接合的位置上，所希望的是露出第一引線框架270及第二引線框架271的金屬表面或者露出形成在第一引線框架270及第二引線框架271上的鍍銀等金屬層。在第一引線框架270及第二引線框架271上設(shè)有凹凸結(jié)構(gòu)211。在本實(shí)施方式中，位于第一引線框架270與第二引線框架271之間的白色樹脂的上表面上也形成有凹凸結(jié)構(gòu)。本實(shí)施方式的凹凸結(jié)構(gòu)211與實(shí)施方式I的凹凸結(jié)構(gòu)111功能相同，因而對于與凹凸結(jié)構(gòu)111同樣的結(jié)構(gòu)，不重復(fù)說明。凹凸結(jié)構(gòu)211沿正交于基板長度方向的方向延伸，并且在基板長度方向上相互隔開間隔地設(shè)有多個(gè)。在本實(shí)施方式中，凹凸結(jié)構(gòu)211還呈矩形形狀地設(shè)置以包圍半導(dǎo)體發(fā)光元件230。通過這樣構(gòu)成凹凸結(jié)構(gòu)211，能夠在由反射部210的內(nèi)壁面包圍的區(qū)域內(nèi)，使從半導(dǎo)體發(fā)光元件230放射到第一引線框架270及第二引線框架271上的光沿正交于第一引線框架270及第二引線框架271的上表面的方向有效地反射。
作為在第一引線框架270及第二引線框架71上形成凹凸結(jié)構(gòu)211的方法，有在沖壓成形第一引線框架270及第二引線框架271時(shí)一體地形成凹凸結(jié)構(gòu)211的方法。
作為白色樹脂，為使其具有反射性能，能夠使用在熱硬化性樹脂中添加氧化鈦等光擴(kuò)散材料的PKG(封裝)樹脂。作為熱硬化性樹脂，優(yōu)選為耐熱性及耐光性良好的樹脂，例如能夠使用有機(jī)硅樹脂、環(huán)氧樹脂、聚鄰苯二甲酰胺(PPA)及它們的有機(jī)改性樹脂等。
如圖17 圖19所示，封裝件290具有型腔260。型腔260的周圍由反射部210包圍。反射部210具有錐形形狀的內(nèi)壁面，使得型腔260隨著向開口端側(cè)逐漸延伸而變寬。在本實(shí)施方式中，型腔260具有俯視下呈矩形形狀的外形，但不局限于此，也可以具有多邊形或者橢圓形形狀的外形。
如圖16所示，型腔260由密封樹脂280填充。密封樹脂280含有光散射材料及熒光材料等。例如，在半導(dǎo)體發(fā)光元件230為藍(lán)色LED的情況下，通過使密封樹脂280內(nèi)含有利用藍(lán)色光發(fā)出紅色光和綠色光的熒光材料，能夠從半導(dǎo)體發(fā)光裝置200照射白色光。
優(yōu)選地，將密封樹脂280填充為使其具有與半導(dǎo)體發(fā)光元件230的表面、第一引線框架270及第二引線框架271的表面大致平行的上表面。由此，能夠使通過密封樹脂280到達(dá)上表面上的光的大部分出射到半導(dǎo)體發(fā)光裝置200的外部，所以能夠提高從半導(dǎo)體發(fā)光元件230放射的光的利用效率。
以下，說明本實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置200的制造方法。
首先，通過將白色樹脂注入保持著多個(gè)第一引線框架270及第二引線框架271的成型金屬模內(nèi)，嵌件成型多個(gè)封裝件290。
接著，進(jìn)行噴丸處理以去掉溢料。在熱硬化性樹脂的情況下，由于成型時(shí)產(chǎn)生溢料，所以進(jìn)行用于去除溢料的噴丸處理。該噴丸處理會導(dǎo)致第一引線框架270及第二引線框架271的表面失去光澤，使反射率降低。因此，也可以在利用保護(hù)片覆蓋第一引線框架270及第二引線框架271的表面的狀態(tài)下進(jìn)行噴丸處理。
接著，對半導(dǎo)體發(fā)光元件230進(jìn)行芯片接合以及引線接合。之后，將密封樹脂280填充在型腔260內(nèi)。
在將切斷用帶部件貼附到基板的下表面的狀態(tài)下，利用刀片將基板呈格子狀地切斷，從而將半導(dǎo)體發(fā)光裝置200分割成一片一片的。由于切斷用帶部件的作用，分割成一片一片的多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光裝置200不會發(fā)生散亂，而是保持為一體。最后，通過去除切斷用帶部件而得到多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光裝置200。
在本實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置200中，也能夠通過設(shè)置凹凸結(jié)構(gòu)211，使從半導(dǎo)體發(fā)光元件230向基板放射的光的至少一部分沿正交于基板上表面的方向反射。通過該結(jié)構(gòu)，能夠提高從半導(dǎo)體發(fā)光元件230放射的光的利用效率。
雖然詳細(xì)地說明了本發(fā)明，但這僅用于例示，并不構(gòu)成限定，應(yīng)該明確理解，發(fā)明的范圍應(yīng)通過所附的權(quán)利要求書解釋。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于，具備: 基板，其設(shè)有配線圖案； 半導(dǎo)體發(fā)光元件，其搭載在所述基板的一個(gè)主表面上，且與所述配線圖案電連接； 所述基板在所述一個(gè)主表面上具有凹凸結(jié)構(gòu)，該凹凸結(jié)構(gòu)使從所述半導(dǎo)體發(fā)光元件向該基板放射的光的至少一部分沿正交于所述一個(gè)主表面的方向反射。
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， 所述凹凸結(jié)構(gòu)在俯視下以所述半導(dǎo)體發(fā)光元件為中心呈同心圓狀地設(shè)有多個(gè)。
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， 所述凹凸結(jié)構(gòu)在俯視下以所述半導(dǎo)體發(fā)光元件為中心呈同心矩形形狀地設(shè)有多個(gè)。
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， 所述凹凸結(jié)構(gòu)在俯視下以所述半導(dǎo)體發(fā)光元件為中心呈同心狀地設(shè)有多個(gè)，且內(nèi)側(cè)設(shè)置成矩形形狀，外側(cè)設(shè)置成圓形形狀。
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， 所述基板在俯視下具有大致呈長方形形狀的外形，并且還具有包圍該基板的邊緣的反射部； 所述凹凸結(jié)構(gòu)沿與所述基板的長度方向正交的方向延伸，且在所述長度方向上相互隔開間隔地設(shè)有多個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于， 所述凹凸結(jié)構(gòu)還設(shè)置為包圍所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的矩形形狀。
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， 所述凹凸結(jié)構(gòu)設(shè)置為不與所述配線圖案同所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的連接位置重疊。
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， 所述凹凸結(jié)構(gòu)從自所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的周向側(cè)面離開該半導(dǎo)體發(fā)光元件厚度的I倍以上1.5倍以下的距離的位置起分離地形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于， 所述凹凸結(jié)構(gòu)具有橫截面為矩齒狀的外形并具有多個(gè)傾斜面，該多個(gè)傾斜面構(gòu)成為反射從所述半導(dǎo)體發(fā)光元件放射出的光的反射面， 當(dāng)設(shè)所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的厚度為H，所述多個(gè)傾斜面中最鄰近所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的鄰近傾斜面同所述一個(gè)主 表面的交叉線、與所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的周向側(cè)面之間的最短距離為L，所述鄰近傾斜面與所述一個(gè)主表面所成的內(nèi)角為Θ時(shí)， 所述鄰近傾斜面滿足2 Θ =90° -tarTHH/L)的關(guān)系。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于， 30。彡 Θ 彡 45°。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于， 當(dāng)設(shè)所述凹凸結(jié)構(gòu)的橫截面中相互鄰接的凸部的頂點(diǎn)之間的間隔為Lp，所述頂點(diǎn)的高度為h，位于所述頂點(diǎn)彼此之間的所述傾斜面的所述內(nèi)角為Θ P時(shí)， 滿足Lp = h/tan θ p的關(guān)系。
12.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， 所述凹凸結(jié)構(gòu)由陶瓷構(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，所述凹凸結(jié)構(gòu)由金屬構(gòu)成。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于，所述凹凸結(jié)構(gòu)的表面被實(shí)施鏡面加工。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于，所述凹凸結(jié)構(gòu)的表面由 銀構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體發(fā)光裝置，具備基板，其設(shè)有配線圖案；半導(dǎo)體發(fā)光元件，其搭載在基板的一個(gè)主表面上，且與配線圖案電連接?；逶谏鲜鲆粋€(gè)主表面上具有凹凸結(jié)構(gòu)，該凹凸結(jié)構(gòu)使從半導(dǎo)體發(fā)光元件向該基板放射的光的至少一部分沿正交于上述一個(gè)主表面的方向反射。
文檔編號H01L33/48GK103137844SQ20121059568
公開日2013年6月5日 申請日期2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
發(fā)明者井口勝次 申請人:夏普株式會社