專利名稱：發(fā)光裝置及其制造方法和安裝基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光裝置及其制造方法和安裝基板，更具體地 說，涉及一種側(cè)視型發(fā)光裝置及其制造方法和安裝基板，該側(cè)視型發(fā)光裝置可以用于例如液晶顯示器(LCD)的背光源(backlight)。另外，本發(fā)明涉及一種發(fā)光裝置，更具體地說，涉及這樣一種發(fā) 光裝置其中，發(fā)光元件被容納在封裝(package)的凹部中，以從 該凹部發(fā)射光和防止從該凹部以外泄漏光。
背景技術(shù)：
通過安裝在諸如基板的安裝構(gòu)件上而被使用的一些發(fā)光裝置是 "側(cè)視型"發(fā)光裝置，該"側(cè)視型"發(fā)光裝置沿著大致平行于安裝表 面的方向發(fā)射光(例如，專利文獻(xiàn)1和2)。側(cè)視型發(fā)光裝置可以用 于各種應(yīng)用，例如照明、顯示器和信號(hào)傳送。例如，如果側(cè)視型發(fā)光 裝置用于液晶顯示器(LCD)的背光源，則可以將光從其側(cè)表面引入 到構(gòu)成背光源的導(dǎo)光板，從而允許實(shí)現(xiàn)小的、高效的背光源。另一方面，例如，用于照明、各種顯示器、光學(xué)通信或液晶顯示 裝置的背光源的一些發(fā)光裝置具有這樣的結(jié)構(gòu)其中，諸如LED(發(fā) 光二極管)的發(fā)光元件被容納在由樹脂、陶瓷等制成的封裝的凹部中。 其一個(gè)例子是表面安裝型發(fā)光裝置(表面安裝裝置，SMD)。作為如此的發(fā)光裝置，例如，公開一種用于容納發(fā)光元件的封裝， 其中，發(fā)光元件安裝在陶瓷封裝的凹部中，并且，凹部的內(nèi)側(cè)表面被 涂敷有金屬層(專利文獻(xiàn)3)。此外，公開一種發(fā)光二極管封裝，其 中，發(fā)光元件安裝在陶瓷封裝的凹部中，并且，在發(fā)光元件周圍釬焊 (braze)金屬環(huán)，使得該環(huán)用作反射鏡(專利文獻(xiàn)4)。專利文獻(xiàn)l: JP-A-2004-207688專利文獻(xiàn)2: JP-A-2006-229007 專利文獻(xiàn)3: JP-A-2002-232017 專利文獻(xiàn)4: JP-A-2005-243658發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的問題在近來的市場(chǎng)趨勢(shì)中，還要求側(cè)視型發(fā)光裝置具有更高的亮度。 然而，亮度增加導(dǎo)致安裝的半導(dǎo)體發(fā)光元件的溫度增大，這樣引起諸 如半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光效率降低和構(gòu)成封裝的樹脂的反射率降低 之類的問題。而且，在近來的市場(chǎng)趨勢(shì)中，還要求液晶顯示器具有更薄的外形。 為了滿足該要求，即將需要超薄的側(cè)視型發(fā)光裝置，在該超薄的側(cè)視 型發(fā)光裝置中，發(fā)光表面具有例如1毫米或更小的高度。另一方面，鑒于從發(fā)光裝置發(fā)射的光的分布特性，對(duì)于反射層使 用金屬可能會(huì)導(dǎo)致不足的均勻性，因?yàn)樵陬愃朴阽R面反射的條件下反 射光并且反射光可以不均勻地分布在特定方向上。為了實(shí)現(xiàn)更加均勻 的光分布，期望使用通過樹脂或陶瓷而不是金屬的反射表面而獲得的 漫反射。然而，樹脂或陶瓷透射從發(fā)光元件發(fā)射的光的例如約20%至 30%。也就是說，光沒有被發(fā)光元件周圍的凹部的內(nèi)側(cè)壁反射，從而 降低了發(fā)射方向上的光強(qiáng)。尤其，隨著近來發(fā)光裝置的尺寸越來越小， 從發(fā)光裝置的凹部的內(nèi)側(cè)壁到外壁的厚度一直減小?；旧?，應(yīng)該僅 僅在凹部的發(fā)射方向上提取光。然而，該減小的厚度還將導(dǎo)致光沿著 發(fā)光裝置的橫向方向泄漏的問題。本發(fā)明提供一種允許更高亮度和更薄外形的發(fā)光裝置、及其制造 方法和安裝基才反。另外，本發(fā)明提供一種能夠通過使用漫反射表面而有效地沿著發(fā) 射方向發(fā)射光并防止從封裝泄漏光的發(fā)光裝置。解決問題的手段根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供有一種發(fā)光裝置，該發(fā)光裝置包括 封裝，包括其中形成有凹部的大致四邊形的發(fā)光表面、與發(fā)光表面相 對(duì)的后表面、與發(fā)光表面和后表面大致正交的第一側(cè)表面、以及與第 一側(cè)表面相對(duì)的第二側(cè)表面；和設(shè)置在凹部中的發(fā)光元件，第一側(cè)表 面和后表面中的至少一個(gè)包括與發(fā)光元件連接的第一饋電電極表面 和第二饋電電極表面、以及設(shè)置在第一饋電電極表面和第二饋電電極 表面之間的安裝表面，在第一饋電電極表面和安裝表面之間設(shè)置有階 差(step difference ),在第二饋電電極表面和安裝表面之間設(shè)置有階 差，并且，第一饋電電極表面和第二饋電電極表面相對(duì)于與其相鄰的 安裝表面后退(setback)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供有一種發(fā)光裝置的制造方法，該發(fā) 光裝置包括封裝，包括其中形成有凹部的發(fā)光表面、以及與發(fā)光表 面大致正交且具有第一饋電電極表面和第二饋電電極表面的第一側(cè) 表面；以及設(shè)置在凹部中的發(fā)光元件，該制造方法包括通過在形成 于基體中的多個(gè)通孔的內(nèi)壁上形成導(dǎo)電層，來形成第一饋電電極表面 和第二饋電電極表面，該基體包括多個(gè)凹部。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供有一種發(fā)光裝置的制造方法，該制 造方法包括在基體中的通孔的內(nèi)壁上形成導(dǎo)電層，該基體包括多個(gè) 凹部和通孔；在凹部中安裝發(fā)光元件；通過沖妄合線(bonding wire) 將設(shè)置在凹部中的鉛電才及(lead electrode )與發(fā)光元件連接；用樹脂 填充凹部；以及沿著連接通孔的線切割基體。根據(jù)本發(fā)明的另 一方面，提供有一種安裝基板，該安裝基板包括 基板；設(shè)置在基板上的第一接口區(qū)電極(land electrode )和第二接口 區(qū)電極；以及設(shè)置在基板上的根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的發(fā)光裝 置，發(fā)光裝置的笫一饋電電極表面與笫一接口區(qū)電極連接，并且，發(fā) 光裝置的第二饋電電極表面與第二接口區(qū)電極連接。根據(jù)本發(fā)明的另 一方面，提供有一種發(fā)光裝置，該發(fā)光裝置包括 封裝，包括其中形成有凹部的樹脂或陶瓷；和設(shè)置在凹部中的發(fā)光元 件，樹脂或陶瓷的外壁表面設(shè)置有反射膜。根據(jù)本發(fā)明的另 一方面，提供有一種發(fā)光裝置，該發(fā)光裝置包括: 封裝，由樹脂或陶瓷制成，并且包括其中形成有凹部的發(fā)光表面和與 發(fā)光表面相鄰的側(cè)表面；和設(shè)置在凹部中的發(fā)光元件，該側(cè)表面設(shè)置 有反射膜。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的發(fā)光裝置的示意性透視圖。圖2A是沿著圖1的線A-A截取的剖視圖，圖2B是沿著圖1的 線B-B截取的剖一見圖。圖3是示出本實(shí)施例的發(fā)光裝置用作側(cè)視型裝置的安裝狀態(tài)的 示意圖。圖4是示出校正發(fā)光裝置的安裝位置的效果的示意圖。 圖5是示出用于制造本實(shí)施例的發(fā)光裝置的方法的流程圖。 圖6是示出本實(shí)施例的發(fā)光裝置在制造的中間階段的透視圖。 圖7A是沿著圖6的線A-A截取的剖視圖，圖7B是沿著圖6的線B-B截取的剖^見圖。圖8是示出從基體中切掉每一個(gè)發(fā)光裝置的工序的示意圖，在該基體中連續(xù)地形成封裝。圖9是示出本實(shí)施例的發(fā)光裝置的變型例的示意性透視圖。 圖10是示出本實(shí)施例的發(fā)光裝置的變型例的示意性透視圖。 圖ll是示出在圖IO所示的變型例中校正安裝位置的效果的示意圖。圖12是示出本實(shí)施例的發(fā)光裝置的另一變型例的示意性透視圖。圖13是示出本實(shí)施例的發(fā)光裝置的另一變型例的示意性透視圖。圖14是示出本實(shí)施例的發(fā)光裝置的另一變型例的示意性透視圖。圖15是示出本實(shí)施例的發(fā)光裝置的另一變型例的示意性透視圖。圖16是示出本實(shí)施例的發(fā)光裝置的另一變型例的示意性透視圖。圖17是示出本實(shí)施例的發(fā)光裝置的另一變型例的示意性平面圖。圖18是示出本實(shí)施例的發(fā)光裝置的另一變型例的示意性平面圖。圖19是示出用于制造圖18所示的變型例的發(fā)光裝置的工序的部 分的示意性平面圖。圖20是示出本實(shí)施例的發(fā)光裝置的另一變型例的示意性平面圖。圖21是示出用于制造圖20所示的變型例的發(fā)光裝置的工序的部 分的示意性平面圖。圖22是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的發(fā)光裝置的示意性透視圖。圖23是沿著圖22A的線A-A截取的剖視圖。圖24是示出本實(shí)施例的第二例子的發(fā)光裝置的示意性透視圖。圖25是沿著圖24A的線A-A截取的剖視圖。圖26是示出本實(shí)施例的第三例子的發(fā)光裝置的示意性透視圖。圖27是沿著圖26A的線A-A截取的剖視圖。圖28A和圖28B分別是示出本實(shí)施例的第四和第五例子的發(fā)光 裝置的示意性透視圖。圖29A是示出本實(shí)施例的第六例子的發(fā)光裝置的示意性透視圖， 圖29B是沿著圖29A的線A-A截取的剖視圖。圖30是示出本實(shí)施例的第七例子的發(fā)光裝置的示意性透視圖。圖31是示出本實(shí)施例的發(fā)光裝置用作側(cè)視型裝置的安裝狀態(tài)的 示意圖。圖32是示出本實(shí)施例的第八例子的發(fā)光裝置的示意性透視圖。圖33是示出用于在封裝301的側(cè)表面上形成反射膜310的方法 的工序圖。圖34是示出使用掩模(mask)的方法的工序圖。 附圖標(biāo)記的說明la凹部lp突起2a安裝表面電極2b發(fā)光表面電極2c后表面電^L2d上表面電^f及3半導(dǎo)體發(fā)光元件4接合線5a沖妄口區(qū)電極5b鉛電極6通孑L9散熱金屬(heat dissipating metal)13安裝表面電極14發(fā)光表面電極15后表面電^L16樹脂20基板21框架50、52 切割線(dicing line )100安裝構(gòu)件1104妄口區(qū)電才及120焊料200切割刀(dicing blade )301封裝301a 凹部301e暴露部分301p凸部302a 、302b 安裝電才及303發(fā)光元件304接合線305a 、305b 鉛電極305c連接通路(via )309吸熱金屬(heat sink metal)310反射膜316樹脂320基板321框架350掩模400安裝構(gòu)件420焊料具體實(shí)施方式
現(xiàn)在參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例 (第一實(shí)施例)圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的發(fā)光裝置的示意性透視圖。更具體地說，圖IA是示出從光提取表面?zhèn)扔^察到的發(fā)光裝置的 透視圖，圖IB是從與光提取表面相對(duì)的一側(cè)觀察到的發(fā)光裝置的透 視圖。圖2A是沿著圖1的線A-A截取的剖視圖，圖2B是沿著圖1的 線B-B截取的剖視圖。本實(shí)施例的發(fā)光裝置包括形成為大致矩形平行管的形狀并包含 凹部la的封裝1、和在凹部la中設(shè)置的半導(dǎo)體發(fā)光元件3。在凹部 la的底表面上設(shè)置接口區(qū)電極5a以及鉛電極5b和5c。半導(dǎo)體發(fā)光 元件3安裝在接口區(qū)電極5a上。在半導(dǎo)體發(fā)光元件3上設(shè)置的電極ii(未示出)分別通過接合線4連接到鉛電極5b和5c。使用諸如環(huán)氧 樹脂或硅樹脂(silicone)的半透明樹脂16密封凹部la。應(yīng)當(dāng)注意， 圖1示出省略樹脂16的狀態(tài)。在形成為大致矩形平行管的形狀的封裝1的左端和右端處，與具 有凹部la的主表面(發(fā)光表面)正交的側(cè)表面設(shè)置一對(duì)安裝表面電 極(饋電電極表面)2a和2a、以及在這兩個(gè)安裝表面電極2a和2a 之間設(shè)置的安裝表面lm。在與安裝表面電極2a相對(duì)的表面上設(shè)置上 表面電極2d。另一方面，在具有凹部la的表面上設(shè)置發(fā)光表面電極 2b，并且在與其相對(duì)的表面(后表面)上設(shè)置后表面電極2c。此外， 可以在與具有凹部la的表面相對(duì)的表面上設(shè)置散熱金屬9。如圖2A和圖2B所示，封裝l包括基板20和設(shè)置在其上的框架 21?；鶋鄯?0和框架21都可以由陶瓷例如氧化鋁系(alumina-based) 和莫來石系(mullite-based)陶瓷、玻璃陶瓷、玻璃環(huán)氧樹脂、紙苯 酚(paper phenol)、或者其它熱固性樹脂、UV (紫外線)固化性樹 脂、熱塑性樹脂等構(gòu)成?；?0大致是板狀，并且在框架21上形成 孔。通過層疊基板20和框架21來形成凹部la。凹部la的側(cè)表面可 以充當(dāng)發(fā)光表面。即，構(gòu)成框架21的陶瓷或樹脂的未涂敷材料表面 可以用來反射從半導(dǎo)體發(fā)光元件3發(fā)射的光。在這種情況下，由于光 經(jīng)過漫反射，因此可以形成均勻的漫反射表面。另一方面，為了實(shí)現(xiàn)聚光效果，可以在凹部la的側(cè)表面上形成 示例性地由金(Au)或銀(Ag)構(gòu)成的鏡面反射表面或基于電介質(zhì) 多層膜的布拉格反射鏡。接口區(qū)電極5a與鉛電極5b和5c彼此絕緣，并設(shè)置在基板20 和框架21之間。鉛電極5b和5c延伸到封裝l的左右端，并且連接 到設(shè)置在封裝l的外表面上的安裝表面電極2a和2a。即，封裝1的 左右安裝表面電極2a和2a通過鉛電極5b和5c以及接合線4和4連 接到半導(dǎo)體發(fā)光元件3的兩個(gè)電極。在上述的本實(shí)施例的發(fā)光裝置中，首先，封裝l由陶瓷或前述的 樹脂材料制成，以便實(shí)現(xiàn)具有良好的散熱性并可以高輸出穩(wěn)定地工作的發(fā)光裝置。常規(guī)上，作為這樣的發(fā)光裝置的封裝的材料，廣泛地采用卞者如聚鄰苯二甲酰胺(PPA)的適合于注才莫(injection molding)的熱塑性樹脂。但是，在使用這種熱塑性樹脂的情況下，當(dāng)半導(dǎo)體發(fā) 光元件3以高輸出工作時(shí)，其產(chǎn)生的熱和高強(qiáng)度光輻射會(huì)造成樹脂表 面的反射率下降的問題。相反地，根據(jù)本實(shí)施例，封裝l由陶資或前 述的熱固性樹脂材料制成。因此，即使半導(dǎo)體發(fā)光元件3以高輸出工 作，由于產(chǎn)生熱而造成的反射率下降也可以被抑制。特別地，使用陶 瓷將提供良好的散熱性，并且也將抑制凹部la的側(cè)表面的反射率下 降。因此，可以實(shí)現(xiàn)能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定地工作的發(fā)光裝置。此外，通過設(shè)置安裝表面電極2a，本實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)這樣的側(cè) 視型發(fā)光裝置，該側(cè)視型發(fā)光裝置可以可靠并輕易地安裝到諸如安裝 基板的安裝構(gòu)件上。圖3是示出本實(shí)施例的發(fā)光裝置用作側(cè)視型裝置的安裝狀態(tài)的 示意圖。在圖3和后面的圖中，與前面圖中示出的元件相似的元件使 用相同的附圖標(biāo)記表示，并且其詳細(xì)描述適當(dāng)?shù)乇皇÷?。在本?shí)施例的發(fā)光裝置作為側(cè)視型裝置使用的情況下，其可以使 用焊料120安裝在諸如安裝基板的安裝構(gòu)件100上，其中，安裝表面 電極2a指向朝下。根據(jù)本實(shí)施例，在這樣的安裝狀態(tài)下，封裝1的 高度H可以減小到l毫米或更小。例如，當(dāng)用作液晶顯示器的背光源 時(shí)，導(dǎo)光板在這樣安裝的發(fā)光裝置的前側(cè)(與具有凹部la的表面相 對(duì))處相鄰地并置，并且從發(fā)光裝置發(fā)射的光以高效率入射到導(dǎo)光板 的側(cè)表面上。因此，可以實(shí)現(xiàn)超薄的、高亮度背光源，其中，導(dǎo)光板 和發(fā)光裝置都具有1毫米或更小的厚度。此外，在發(fā)光裝置這樣安裝在安裝構(gòu)件100上的狀態(tài)中，未示出 的吸熱器(heat sink)等可以連接到設(shè)置在與凹部la相對(duì)的一側(cè)散熱 金屬9。因此，從半導(dǎo)體發(fā)光元件3散發(fā)的熱可以有效地通過在其背 側(cè)直接設(shè)置的大的散熱金屬9散發(fā)。對(duì)于用作全色液晶顯示器裝置的背光源，期望提供RGB(紅、 綠、藍(lán))三種顏色的發(fā)射光。為此，包括R、 G和B的半導(dǎo)體發(fā)光元件的多個(gè)發(fā)光裝置可以分別置于導(dǎo)光板的側(cè)表面?；蛘?，可以將熒光體(phosphor)混合進(jìn)樹脂16中，使得從半導(dǎo)體發(fā)光元件3發(fā)射的 全部或部分光被波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換為RGB顏色之一的發(fā)射光。此外，例如，對(duì)于用作液晶顯示器的背光源，期望提供均勻的光 分布。為此，首先，凹部la的側(cè)表面可以形成為由上述框架21的未 涂敷材料構(gòu)成的漫反射表面。此外，如圖3所示，在側(cè)視型的安裝狀 態(tài)下，為了有效地將光引入到未示出的導(dǎo)光板的側(cè)表面，例如，使長(zhǎng) 邊方向(X方向)上的光分布角擴(kuò)寬為110度或更大，使短邊方向(Z 方向)上的光分布角變窄為100度或更小。為此，優(yōu)選地，凹部la 的側(cè)表面的坡口面角度9a為50度或更小，坡口面角度0b為80度或 更大(且為卯度或更小)。另外，通過除了安裝表面電極2a外還設(shè)置后表面電極2c，本實(shí) 施例也適用于所謂的"俯視型"。更具體地說，如圖3所示，可以使 用焊料等通過后表面電極2c將發(fā)光裝置安裝在安裝構(gòu)件100上，從 而該發(fā)光裝置可以用作俯視型發(fā)光裝置，該俯視型發(fā)光裝置相對(duì)于安 裝表面大致向上發(fā)射光。此外，在這種情況下，該發(fā)光裝置具有良好 的散熱特性，并且以高輸出穩(wěn)定地工作。此外，根據(jù)本實(shí)施例，可以在封裝1的安裝表面和安裝表面電極 2a之間設(shè)置有階差S。更具體地說，如圖1所示，安裝表面電極2a 相對(duì)于封裝l的安裝表面后退階差S的高度。當(dāng)封裝l作為如圖3所 示的側(cè)視型裝置安裝時(shí)，這樣設(shè)置的階差S允許封裝1與安裝構(gòu)件100 緊密接觸。更具體地說，焊料120插入在設(shè)置有階差S的安裝表面電 極2a之下，而不是插入在封裝1的其它安裝表面之下，因此封裝1 可以與安裝構(gòu)件100緊密接觸。也就是說，在沒有被焊料120提起的 情況下，封裝l可以與安裝構(gòu)件100緊密接觸地安裝。因此，安裝在 安裝構(gòu)件100上的封裝1的高度可以總是保持在設(shè)計(jì)水平上，并且光 提取效率和耦合效率可以保持在高水平上。此外，根據(jù)本實(shí)施例，這樣設(shè)置的階差S允許焊料在安裝表面電 極2a之下流動(dòng)，從而發(fā)光裝置的安裝位置可以自動(dòng)校正到規(guī)定位置。14圖4是示出校正發(fā)光裝置的安裝位置的效果的示意圖。用于安裝這樣的發(fā)光裝置的諸如基板的安裝構(gòu)件100設(shè)置有與 安裝表面電極2a相對(duì)應(yīng)的接口區(qū)電極110。在很多情況下，將諸如糊 狀焊料(cream solder)的焊料材料印刷或施加到接口區(qū)電極110上。 通過使用置于安裝構(gòu)件100上的發(fā)光裝置進(jìn)行加熱，接口區(qū)電極110 上的焊料被熔化(回流)，從而使安裝表面電極2a通過焊料連接到 接口區(qū)電極110。此時(shí)，這樣設(shè)置的階差S允許熔化的焊料120如箭頭A所示在 接口區(qū)電極110和安裝表面電極2a之間遷移。熔化的焊料120不僅 在發(fā)光裝置的安裝表面電極上流動(dòng)，而且在發(fā)光表面電極2b和后表 面電極2c的部分上蠕升(creep up)，以便與表面張力C平衡。如圖 4B所示，如果發(fā)光裝置從接口區(qū)電極110的中心偏移(displace), 則在發(fā)光表面電極2b側(cè)的焊料120的量與在后表面電極2c側(cè)的焊料 120的量不同。于是，在發(fā)光表面電極2b上的焊料的蠕升量也與在后 表面電極2c上的焊料的蠕升量不同。因此，在發(fā)光裝置的前后側(cè)(左 右側(cè))之間的焊料120.的量的不同產(chǎn)生重量不平衡并使得焊料120在 接口區(qū)電極110和安裝表面電極2a之間的空隙中遷移，直到前后側(cè) 之間的焊料120的量平衡為止。因此，如圖4C所示，發(fā)光裝置如箭 頭B所示相應(yīng)地向左或向右移動(dòng)，并自動(dòng)移動(dòng)到4妾口區(qū)電才及110的中 心處。如果發(fā)光裝置的安裝位置偏移，則無法實(shí)現(xiàn)例如光學(xué)設(shè)計(jì)的光 耦合。但是，根據(jù)本實(shí)施例，發(fā)光裝置可以自動(dòng)安裝在接口區(qū)電極110 的圖案的中心處。因此，可以穩(wěn)定地再現(xiàn)安裝后的光學(xué)特性。優(yōu)選地，階差S的高度，即，接口區(qū)電極110和安裝表面電極 2a之間的間隔最多為大約0.3毫米。這是因?yàn)?，如果階差S大于0.3 毫米，則設(shè)置在接口區(qū)電極110上的焊料120可能無法觸到安裝表面 電極2a。為了可靠地實(shí)現(xiàn)上面參考圖4描述的前述校正效應(yīng)，發(fā)光表 面電極2b和后表面電極2c優(yōu)選地形成為與安裝表面電極2a至少部 分地相鄰。這是因?yàn)?，在發(fā)光表面電極2b和后表面電極2c上蠕升的 焊料120在重量上產(chǎn)生前后不平衡，從而促使焊料遷移。這里，為了可靠地實(shí)現(xiàn)上面參考圖4B和4C描述的自動(dòng)校正安 裝位置的效果，優(yōu)選地，將發(fā)光表面電極2b和后表面電極2c都設(shè)置。 如果只設(shè)置后表面電極2c，焊料120如圖4所示在后表面電極2c側(cè) 蠕升，但是焊料120不太可能在相對(duì)側(cè)表面(將設(shè)置有發(fā)光表面電極 2b的表面)上蠕升。因此，在后表面?zhèn)群桶l(fā)光表面?zhèn)戎g，焊料120 的蠕升量不同。這樣會(huì)影響上面參考圖4B和4C描述的基于烊料120 的重量平衡來自動(dòng)校正安裝位置的效果。這也適用于這樣的情況，例 如，其中未設(shè)置發(fā)光表面電極2b，而只部分地設(shè)置后表面電極2c。 因此，在設(shè)置后表面電極2c的情況下，例如，也優(yōu)選地設(shè)置與其相 對(duì)的發(fā)光表面電極2b，從而使在這些側(cè)表面上的焊料120的蠕升量相 等。于是，可以可靠地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)校正安裝位置的效果。此外，在圖l示出的例子中，封裝1的凹部la的兩端形成為， 從箭頭X的方向(見圖1)觀察，其兩端位于安裝表面電極2a的內(nèi) 側(cè)。即，為了避免凹部la和發(fā)光表面電極2b之間的干擾，形成它們。 因而，可以可靠地形成發(fā)光表面電極2b，并且與后表面電極2c結(jié)合 可以可靠地實(shí)現(xiàn)前述的自動(dòng)校正安裝位置的效果。特別地，如上所述，為了還能夠用作"俯視型"裝置，也需要后 表面電極2c與安裝表面電極2a結(jié)合。在這種情況下，如果沒有設(shè)置 與后表面電極2c相對(duì)的發(fā)光表面電極2b，則蠕升的焊料將不能平衡， 并且很難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)校正安裝位置的效果。相反地，在圖l示出的例子 中，凹部la的兩端形成為，從箭頭X的方向(見圖1)觀察，其兩 端位于安裝表面電極2a的內(nèi)側(cè)，并且設(shè)置與后表面電極2c相對(duì)的上 表面電極2d。因此，允許焊料均勻地在電極2c和電極2d上蠕升，從 而可以可靠地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)校正安裝位置的效果。即，通過形成凹部la 使凹部la的兩端均位于安裝表面電極2a的內(nèi)側(cè)，在實(shí)現(xiàn)上面參考圖 4描述的自動(dòng)校正安裝位置的效果的同時(shí)，可以提供還能夠用作"俯 視型"裝置的發(fā)光裝置。下面，描述制造本實(shí)施例的發(fā)光裝置的方法。圖5是示出用于制造本實(shí)施例的發(fā)光裝置的方法的流程圖。圖6是示出本實(shí)施例的發(fā)光裝置在制造的中間階段的透視圖。
圖7A是沿著圖6的線A-A截取的剖視圖，圖7B是沿著圖6的 線B-B截取的剖視圖，圖7C是圖6中示出的狀態(tài)的俯視圖。
本實(shí)施例的發(fā)光裝置可以通過層疊陶瓷生片(ceramic green sheet)來形成。更具體地說，使用形成基板20的生片和構(gòu)成框架21 的生片。應(yīng)當(dāng)注意，基板20和框架21都可以由多種生片制成。
在形成基板20的生片的表面上，使用金屬化涂料(metallization paste)通過絲網(wǎng)印刷示例性地使接口區(qū)電極5a以及鉛電極5b和5c 圖案化(步驟S102)。同樣地，在形成基板20的生片的后表面上， 使后表面電極2c、散熱金屬9等圖案化。另一方面，同樣地，在形成 框架21的生片上，使用金屬化涂料通過絲網(wǎng)印刷示例性地使發(fā)光表 面電極2b圖案化(步驟S104)。
隨后，形成基板20的生片層疊到形成框架21的生片的后表面， 然后形成通孔6 (步驟S106)，并在通孔中埋入金屬化涂料(步驟 S108)。或者，也可以在每個(gè)生片中形成通孔6,并在層疊基板20 和框架21之前在通孔中埋入金屬化涂料，然后，可以將這些生片層 疊。隨后，在高溫煅燒層疊的陶瓷生片，以形成燒結(jié)陶瓷(步驟S110 )。 此外，由金屬化涂料形成的金屬表面被鍍有鎳、金、把、銀、鉑等， 以形成封裝l (S112)。
在這種情況下，從在框架21的表面上形成的發(fā)光表面電極2b 到在基板20的后表面上的后表面電極2c,通過安裝表面電極2a和上 表面電極2d實(shí)現(xiàn)電氣連接。此外，在基板20和框架21之間形成的 鉛電極5b和5c連接到安裝表面電極2a。
隨后，使用諸如金-錫共晶焊料、銀涂料、透明樹脂或混合有反 射材料的樹脂的芯片附著(die attach)材料，將半導(dǎo)體發(fā)光元件3安 裝在接口區(qū)電極5a上(S114)。然后，將在半導(dǎo)體發(fā)光元件3上設(shè) 置的電極通過接合線4連接到鉛電極5b和5c (S116)。隨后，通過 灌注將環(huán)氧系(epoxy- based)樹脂或有才幾珪系(silicone-based )樹脂 示例性地填充入凹部la，并且在規(guī)定溫度固化，從而形成樹脂16(SI 18 )。隨后，沿著切割線50和52將該基體切割出發(fā)光裝置(S120 )。
圖8是示出從基體中切掉每一個(gè)發(fā)光裝置的工序的示意圖，在該 基體中連續(xù)地形成多個(gè)封裝。
每一個(gè)發(fā)光裝置都可以通過使用切割刀200在相鄰封裝之間切 割來分開。這里，如果金屬化后通孔6的寬度6W大于切割刀200的 厚度，那么可以防止該切割刀與安裝表面電極2a接觸，并且可以保 護(hù)安裝表面電極2a。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，層疊其上形成有金屬化圖案的生片， 形成通孔，并且其內(nèi)部被金屬化。因此，在側(cè)視型裝置中使用的安裝 表面電極2a可以可靠、輕易地形成。
此外，在本實(shí)施例中，通過調(diào)整切割刀200的厚度和切割位置， 可以調(diào)整上面參考圖l和圖4描述的階差S的高度。例如，在通孔6 的中心由切割刀200切割的情況下，在通孔6的寬度6W、切割刀200 的厚度200t和階差S之間具有下面的關(guān)系
S = (6W-200t)/2
即，階差S的高度可以通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)置通孔6的寬度6W和切割 刀200的厚度200t來可靠、輕易地調(diào)整。
在下文中，描述可以賦予本實(shí)施例的發(fā)光裝置的其它特征。盡管 圖l到圖8示出了包含通過兩條接合線4連接的半導(dǎo)體發(fā)光元件3的 發(fā)光裝置，但本發(fā)明并不局限于此。
圖9是示出本實(shí)施例的發(fā)光裝置的變型例的示意性透視圖。
在本變型例中，在基板20和框架21之間設(shè)置的接口區(qū)電極5a 延伸到封裝l的一端。此外，半導(dǎo)體發(fā)光元件3通過接合線4從其上 表面連接到相對(duì)的鉛電極5b。即，該半導(dǎo)體發(fā)光元件3的一個(gè)電極設(shè) 置在半導(dǎo)體發(fā)光元件3的安裝表面?zhèn)龋⑶覐慕涌趨^(qū)電極5a連接到 安裝表面電才及2a。
圖IO是示出本實(shí)施例的發(fā)光裝置的變型例的示意性透視圖。更 具體地說，圖IOA是從凹部la側(cè)觀察到的該變型例的發(fā)光裝置的透 視圖，圖IOB是從與凹部la相對(duì)的一側(cè)觀察到的透視圖。在本變型例中，在封裝l的兩端，只設(shè)置了安裝表面電極2a和 上表面電極2d,沒有設(shè)置發(fā)光表面電極2b和后表面電極2c。即，在 上面參考圖6和圖7描述的工序中，在基板20的生片的后表面和框 架21的生片的上表面上沒有形成金屬化圖案。在這種情況下，可以 省略金屬化工序。因此，可以通過縮短制造工序，以低成本提供發(fā)光 裝置。
此外，即使在沒有設(shè)置發(fā)光表面電極2b和后表面電極2c的情況 下，如上面參考圖4描述的一樣，也會(huì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)校正發(fā)光裝置的安裝 位置的效果。
圖11是示出在該變型例中校正安裝位置的效果的示意圖。在本 變型例中，沒有設(shè)置發(fā)光表面電極2b和后表面電極2c。因此，當(dāng)如 圖11A所示發(fā)光裝置安裝有用作安裝表面的安裝表面電極2a時(shí)，焊 料120不會(huì)在由陶瓷等構(gòu)成的封裝1的側(cè)表面上蠕升。在這種情況下， 如圖IIB和圖IIC所示，在封裝l的兩側(cè)，由于接口區(qū)電才及110上的 表面張力C而使熔化的焊料120突起。在這種狀態(tài)下，如果如圖11B 所示封裝1的左右側(cè)的焊料120的量不同，那么焊料120在自身重力 作用下在封裝1之下流動(dòng)，從而如箭頭A所示使左右側(cè)的焊料量相等。 因此，如圖11C中的箭頭B所示，封裝l相應(yīng)地向左側(cè)或右側(cè)移動(dòng)并 在接口區(qū)電極110的中心處自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)(align)。
圖12是示出本實(shí)施例的發(fā)光裝置的另一變型例的示意性透視 圖。更具體地說，圖12A是從凹部la側(cè)觀察到的該變型例的發(fā)光裝 置的透視圖，圖12B是從與凹部la相對(duì)的一側(cè)觀察到的透視圖。
在本變型例中，在封裝l的兩端，發(fā)光表面電極2b和后表面電 極2c均部分地設(shè)置為與安裝表面電極2a和上表面電極2d相鄰。這 樣設(shè)置的發(fā)光表面電極2b和后表面電極2c允許焊料120如上面參考 圖4描述的一樣蠕升，并且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)校正發(fā)光裝置的安裝位置的效果。
為此，優(yōu)選地，發(fā)光表面電極2b的寬度Wl和后表面電極2c 的寬度W2都大于焊料120的蠕升量。更具體地說，如圖4所示，在 發(fā)光裝置安裝有用作安裝表面的安裝表面電極2a的情況下，焊料120在發(fā)光表面電極2b和后表面電極2c上均蠕升。為了使在這些電極上 的焊料120的蠕升量相等，優(yōu)選地，寬度W1和寬度W2均大于焊料 120的蠕升量。這里，只要寬度Wl和寬度W2大于焊料120的蠕升 量，寬度W1和寬度W2就不必相等。
此外，這樣設(shè)置的發(fā)光表面電極2b和后表面電極2c可以防止在 安裝工序中發(fā)光裝置被熔化的焊料120向前或向后下拉(pull down)。 更具體地說，假定使用絲網(wǎng)印刷在其上的糊狀焊料將表面安裝型芯片 (例如芯片電阻和芯片電容)安裝到印刷電路板的電極上，然后進(jìn)行 回流焊接。如果在芯片電極的左右側(cè)的回流焊料的量相差非常大，由 于安裝未對(duì)準(zhǔn)而電極沒有與焊料接觸，或者回流爐中的溫度分布不均 勻，那么焊料較早熔化的一側(cè)作為基點(diǎn)，相對(duì)側(cè)被提起，這種現(xiàn)象被 稱為"曼哈頓現(xiàn)象"。像這樣的現(xiàn)象也會(huì)發(fā)生在側(cè)視型發(fā)光裝置中。 如果發(fā)光裝置的電極的左右側(cè)的焊料的量顯著地不同，則由于被拉向 較早熔化的焊料，發(fā)光裝置可能會(huì)倒塌(topple over)。
相反地，根據(jù)本實(shí)施例，這樣設(shè)置的發(fā)光表面電極2b和后表面 電極2c允許熔化的焊料在這些電極上蠕升。此外，如上面參考圖4 描述的，允許焊料在接口區(qū)電極和安裝表面電極2a之間遷移。因此， 焊料在兩側(cè)保持均衡，從而可以防止芯片倒塌。
此外，同樣地，在本變型例中，封裝l的凹部la的兩端形成為， 從箭頭X的方向觀察，其兩端位于安裝表面電極2a的內(nèi)側(cè)，因此可 以防止干擾發(fā)光表面電極2b。因此，通過形成后表面電極2c和發(fā)光 表面電極2b以平衡焊料的蠕升，可以自動(dòng)校正安裝位置。如果凹部 la的兩端延伸接近封裝1的兩端，那么發(fā)光表面電極2b需要在凹部 la和安裝表面電極2a之間形成。但是，在封裝l的尺寸減小的情況 下，這一空間對(duì)于形成發(fā)光表面電極2b就太小了。相反地，通過在 安裝表面電極2a的內(nèi)側(cè)設(shè)置凹部la，可以可靠地形成發(fā)光表面電極 2b,并且可以可靠地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)校正安裝位置的效果。
圖13是示出本實(shí)施例的發(fā)光裝置的另一變型例的示意性透視 圖。更具體地說，圖13A是從凹部la側(cè)觀察到的該變型例的發(fā)光裝置的透視圖，圖13B是從與凹部la相對(duì)的一側(cè)觀察到的透視圖。
在本變型例中，設(shè)置了用于形成安裝表面電極2a的多個(gè)通孔6。 即，安裝表面電極2a由在多個(gè)通孔6之間形成的突起lp分開。通過 這樣設(shè)置多個(gè)通孔6并金屬化其側(cè)表面，具有較大面積的安裝表面電 極2a也可以輕易地形成。此外，在相鄰?fù)?之間的突起lp與封裝 l的安裝表面lm共平面。即，這些突起lp與安裝構(gòu)件的安裝表面接 觸并作為支撐腿。因此，在側(cè)視狀態(tài)中，發(fā)光裝置可以穩(wěn)定地垂直安 裝。
圖14是示出本實(shí)施例的發(fā)光裝置的另一變型例的示意性透視 圖。更具體地說，圖14A是從凹部la側(cè)觀察到的該變型例的發(fā)光裝 置的透視圖，圖14B是從與凹部la相對(duì)的一側(cè)觀察到的透視圖。
在本變型例中，通孔6沒有延伸到左右兩端，但是在安裝表面 lm的兩端設(shè)置了突起lp。與上面參考圖13描述的突起lp—樣，這 些突起lp與封裝l的安裝表面lm共平面。即，這些突起lp與安裝 構(gòu)件的安裝表面接觸并作為支撐腿。因此，在側(cè)視狀態(tài)中，發(fā)光裝置 可以穩(wěn)定地垂直安裝。即，當(dāng)如圖3所示在側(cè)視狀態(tài)中安裝時(shí)，發(fā)光 裝置由突起lp在封裝1的兩端支撐。因此，可以防止封裝l縱向傾 斜。
圖15是示出本實(shí)施例的發(fā)光裝置的另一變型例的示意性透視 圖。更具體地說，圖15A是從凹部la側(cè)觀察到的該變型例的發(fā)光裝 置的透視圖，圖15B是從與凹部la相對(duì)的一側(cè)觀察到的透視圖。
在本變型例中，安裝表面電極13設(shè)置在封裝1的安裝表面lm 上。安裝表面電極13示例性地連接到接口區(qū)電極5a。在該發(fā)光裝置 中，例如，可以安裝三電極型半導(dǎo)體發(fā)光元件。或者，在接口區(qū)電極 5a上安裝多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件，并且對(duì)于這些半導(dǎo)體發(fā)光元件，安裝 表面電極13用作共用電極，因此，左右安裝表面電極2a和2a可以 用作每個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)電極。作為可選用法，可以安裝半導(dǎo) 體發(fā)光元件和保護(hù)二極管。
圖16是示出本實(shí)施例的發(fā)光裝置的另一變型例的示意性透視圖。更具體地說，圖16A是從凹部la側(cè)觀察到的該變型例的發(fā)光裝 置的透視圖，圖16B是從與凹部la相對(duì)的一側(cè)觀察到的透視圖。
同樣地，在本變型例中，安裝表面電極13設(shè)置在封裝1的安裝 表面lm上。此外，設(shè)置連接到安裝表面電極13并在封裝l的前表面 上延伸的發(fā)光表面電極14和在封裝1的后表面上延伸的后表面電極 15。
在將發(fā)光裝置安裝到安裝構(gòu)件上的工序中，這樣設(shè)置的發(fā)光表面 電極14和后表面電極15可以防止發(fā)光裝置被熔化的焊料120向前或 向后下拉。此外，在本變型例中的后表面電極15也可以用作散熱金 屬。即，可以從在半導(dǎo)體發(fā)光元件3的背側(cè)上設(shè)置的后表面電極15 進(jìn)行有效地散熱。
圖17是示出本實(shí)施例的發(fā)光裝置的另一變型例的示意性平面 圖。更具體地說，本圖是在圖7C所示的制造的中間階段，在框架21 的上表面上的切割線50和52的相交處的放大示意圖。
在本實(shí)施例中，通孔6不必單獨(dú)設(shè)置，這些通孔的形狀和間距可 以任意選擇。例如，如圖17A所示，可以使用單獨(dú)的扁平通孔6。或 者，如圖17B所示，可以設(shè)置彼此隔開的稍平的通孔6。此外，如圖 17C所示，可以設(shè)置多個(gè)彼此隔開的圓通孔6，或者如圖17D所示， 可以設(shè)置多個(gè)彼此隔開的大致四邊形通孔6。在任何情況下，本實(shí)施 例的發(fā)光裝置都可以通過沿切割線50和52切割來形成。
圖18是示出本實(shí)施例的發(fā)光裝置的另一變型例的示意性平面圖。
在本變型例中，安裝電極(第一饋電電極表面、第二饋電電極表 面)2a的形狀不同于上表面電極(第三饋電電極表面、第四饋電電極 表面)2d的形狀。更具體地說，安裝電極2a以曲面的構(gòu)形凹進(jìn)(dish)， 而上表面電極2d以多邊形平面構(gòu)形凹進(jìn)。如果電極2a和電極2d的 形狀是這樣不同，那么容易區(qū)分電極的極性。例如，在具有指向上的 多邊形平面凹部的發(fā)光裝置的凹部la的跟前(face)中，可以輕易地 區(qū)分極性，例如，陽極在右側(cè)，陰極在左側(cè)。這里，只要左右安裝電極2a和左右上表面電極2d中的至少一個(gè)的形狀與其他電極的形狀不 同，即，這四個(gè)電極之一的形狀不同于其它電極的形狀，就可以區(qū)分 電極的才及性。
雖然本實(shí)施例的發(fā)光裝置可以安裝有用作安裝表面?zhèn)鹊纳媳砻?電極2d，但是，即使設(shè)置有上表面電極2d的凹部具有多邊形平面構(gòu) 形，在安裝中也不會(huì)有麻煩。
圖19是示出用于制造圖18所示的變型例的發(fā)光裝置的工序的部 分的示意性平面圖。
更具體地說，與上面參考圖6到圖8和圖7描述的，沿著分割線 50和52切割在其中形成有多個(gè)封裝1的基體，從而獲得本變型例的 發(fā)光裝置。這里，使通孔6的開口形狀相對(duì)于分割線50即連接通孔6 的線不對(duì)稱，因此，安裝表面電極2a和上表面電極2d可以具有不同 的形狀。在圖19中，每個(gè)通孔6的上半部分構(gòu)成安裝表面電極2a, 通孔6的下半部分構(gòu)成上表面電極2d。
圖20是示出本實(shí)施例的發(fā)光裝置的另一變型例的示意性平面圖。
在本變型例中，在兩個(gè)安裝電極(第一饋電電極表面、第二饋電 電極表面)2a和兩個(gè)上表面電極(第三饋電電極表面、第四饋電電極 表面)2d中的兩個(gè)電極在形狀上都與任何其它電極不同。即，安裝電 極2a的形狀與上表面電極2d的形狀不同，另外，上表面電極的2d 的左右側(cè)的形狀不同。具體地說，在圖20中左側(cè)上的上表面電極2d 具有以大致V形切入(incise)的構(gòu)形，而右側(cè)的上表面電極2d具有 以大致梯形切入的構(gòu)形。因此，左和右上表面電極2d在形狀上不同， 這樣進(jìn)一步有助于區(qū)分極性。例如，陽極在以V形切入的一側(cè)上，陰 才及在以梯形切入的 一側(cè)上。
圖21是示出用于制造圖20所示的變型例的發(fā)光裝置的工序的部 分的示意性平面圖。
同樣地，在本變型例中，4吏通孔6A和6B的開口形狀相對(duì)于分 割線50即連接通孔6A和6B的線不對(duì)稱。此外，通孔6A和通孔6B的開口形狀不同。因此，可以形成安裝表面電極2a和上表面電極2d 中的每一個(gè)的形狀。更具體地說，在圖21中，通孔6A的下半部分對(duì) 應(yīng)于以V形切入的上表面電才及2d，通孔6B的下半部分對(duì)應(yīng)于以梯形 切入的上表面電極2d。通過這樣的簡(jiǎn)單方法，本變型例可以提供一種 非常容易區(qū)分極性的發(fā)光裝置。
存在有助于區(qū)分電極極性的其它可能。例如，左右安裝表面電極 2a或上表面電極2d的寬度(在圖1中從箭頭X的方向觀察的長(zhǎng)度) 可以不同，或者在左右安裝表面電極2a之間，上面參考圖13描述的 突起lp的數(shù)目和/或位置可以不同?；蛘?，上面參考圖14描述的突起 lp可以左右不對(duì)稱地形成。
已經(jīng)參考例子對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施例進(jìn)行了描述。但是，本發(fā)明 不局限于這些例子。例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以適當(dāng)?shù)匦薷臉?gòu)成本發(fā) 明的發(fā)光裝置的基板、框架、凹部、半導(dǎo)體發(fā)光元件、接口區(qū)電極、 鉛電極、安裝表面電極、上表面電極、發(fā)光表面電極、后表面電極、 散熱金屬、導(dǎo)線(wire)、樹脂等，并且，只要這樣的修改落入本發(fā) 明的實(shí)質(zhì)內(nèi)，它們也被包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
此外，只要技術(shù)上可行，這些例子和變型例可以彼此結(jié)合，并且 這樣的結(jié)合也被包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
此外，本實(shí)施例的發(fā)光裝置也可以使用印刷電路板形成。更具體 地說，首先，通過在由紙苯酚或玻璃環(huán)氧樹脂制成的未加工的(raw) 印刷電路板上模加工(die machining)或NC (數(shù)控)鉆孔來形成通 孔6，在該印刷電路板的前后側(cè)上形成有銅或其它電極層。該通孔6 的內(nèi)壁通過電鍍(plating)等金屬化，從而形成安裝表面電極2a,該 安裝表面電極2a連接到在印刷電路板的前后側(cè)上形成的電極層。接 著，使在印刷電路板的前后側(cè)上形成的電極層圖案化，以便形成電極 圖案。然后，在該電極圖案上安裝半導(dǎo)體發(fā)光元件，電極由導(dǎo)線接合 (wire-bonded)。根據(jù)需要，使用樹脂等密封或涂敷半導(dǎo)體發(fā)光元件 和導(dǎo)線。隨后，印刷電路板沿通孔6交叉切割。這樣，完成側(cè)視型發(fā) 光裝置。在這種情況下，半導(dǎo)體發(fā)光裝置安裝在印刷電路板的表面上，并且示例性地根據(jù)需要使用封閉樹脂在其周圍進(jìn)行密封。 (第二實(shí)施例)
圖22是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的發(fā)光裝置的示意性透視 圖。更具體地說，圖22A是從光提取表面?zhèn)扔^察到的發(fā)光裝置的示意 性透視圖，圖22B是從與光提取表面相對(duì)的一側(cè)觀察到的發(fā)光裝置的 示意性透視圖。
圖23是沿著圖22A的線A-A截取的剖視圖。
本實(shí)施例的發(fā)光裝置包括形成為大致矩形平行管的形狀并包含 在上表面(發(fā)光表面)中的凹部301a的封裝301、以及在凹部301a 中設(shè)置的半導(dǎo)體發(fā)光元件303。在凹部301a的底表面上設(shè)置鉛電極 305a和305b。諸如LED的發(fā)光元件303安裝在鉛電極305a上。在 半導(dǎo)體發(fā)光元件303上設(shè)置的電極(未示出)通過接合線304連接到 鉛電極305b。凹部301a使用諸如環(huán)氧樹脂或有機(jī)硅的半透明樹脂316 密封。這里，可以使熒光體分散在樹脂316中，以便將從發(fā)光元件303 發(fā)射的光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換為白光?；蛘?，可以在發(fā)光元件303的上表面或周 邊涂敷這樣的熒光體，而不在樹脂316中分散這樣的熒光體。應(yīng)當(dāng)注 意，為了便于演示，圖22示出省略樹脂316的狀態(tài)。
在形成大致矩形平行管的形狀的封裝301的后表面?zhèn)壬?，設(shè)置一 對(duì)安裝電極(饋電電極表面)302a和302b，在這些安裝電極302a和 302b之間設(shè)置用來促進(jìn)從半導(dǎo)體發(fā)光元件303散熱的吸熱金屬309。
如圖23所示，封裝301包括在其上設(shè)置的基板320和框架321。 基板320和框架321都可以由陶瓷例如氧化鋁系和莫來石系陶瓷、玻 璃陶瓷、玻璃環(huán)氧樹脂、紙環(huán)氧樹脂、紙苯酚、熱固性樹脂、UV(紫 外線)固化性樹脂、熱塑性樹脂等形成?；?20大致是板狀，并且 在框架321上形成孔。通過層疊基板320和框架321來形成凹部301a。 在基于樹脂的構(gòu)造中，基板320和框架321不必一定是分開的個(gè)體， 而可以是一體模制的。
凹部301a的內(nèi)壁表面S可以充當(dāng)光反射表面。即，構(gòu)成框架321 的陶瓷或樹脂的未涂敷材料表面可以用作內(nèi)壁表面S，因此從半導(dǎo)體
25發(fā)光元件303發(fā)射的光被內(nèi)壁表面S反射。在這種情況下，由于光進(jìn)行漫反射，因此可以形成均勻的漫反射表面。這樣消除了從凹部301a發(fā)射的光的分布特性的不均衡，從而實(shí)現(xiàn)了均勻的光分布特性。
鉛電極305a和305b彼此絕緣，并且在基板320和框架321之間i殳置。鉛電極305a和305b通過連接通路305c和305d延伸到封裝301的后表面，并且連接到設(shè)置在封裝301的后表面上的安裝電極302a和302b。即，在封裝301的后表面上的安裝電極302a和302b通過鉛電極305a和305b連接到半導(dǎo)體發(fā)光元件303的兩個(gè)電極。
此外，在本實(shí)施例中，封裝的外壁表面覆蓋有反射膜310。更具體地說，在圖22和圖23中示出的例子中，封裝的上表面和側(cè)表面覆蓋有反射膜310。從發(fā)光元件303發(fā)射的光由凹部301a的內(nèi)壁表面S反射并向上(向凹部301a的開口 )被提取。但是，樹脂或陶瓷的內(nèi)壁表面S對(duì)于從發(fā)光元件303發(fā)射的光不具有百分之百的反射率。尤其，隨著近來發(fā)光裝置的尺寸越來越小，從封裝301的內(nèi)壁表面S到外壁表面(側(cè)表面)的厚度一直減小。例如，對(duì)于大約1毫米的厚度，氧化鋁系陶瓷的反射率達(dá)到80%或更多，但是，對(duì)于0.2毫米的厚度，反射率減小到大約60%，從而導(dǎo)致向上的光提取率損失大約20%。未反射的光通過封裝301的外壁表面(例如側(cè)表面)泄漏出。此外，朝基本上不需要的方向的這樣的光泄漏降低了發(fā)光裝置的光分布特性，也導(dǎo)致對(duì)安裝有發(fā)光裝置的設(shè)備的性能有影響的問題。
相反地，根據(jù)本實(shí)施例，通過使用反射膜310覆蓋封裝301的外壁表面，透射通過內(nèi)壁表面S并被引入到框架321或基板320的光可以被反射回到凹部301a并發(fā)射到外部。因此，即使在尺寸減小的發(fā)光裝置中，也會(huì)防止從封裝301的外壁表面泄漏光，并且光可以從凹部301a高效地提取。具體地說，例如，即使在發(fā)光裝置的尺寸減小到1毫米或更小的超小型封裝中，也會(huì)防止從除了凹部301a以外的外壁表面泄漏光，并且光可以從凹部301a以高亮度提取。因此，在保持期望的光分布特性的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)小的、高亮度和高性能的發(fā)光裝置。反射膜310不必一定與封裝301的外壁表面緊密接觸，而且可以在外壁表面上并置。此外，反射膜310優(yōu)選地由具有比被其涂敷的基板320和框架321的反射率高的反射率的材料制成。具體地說，反射膜310示例性地由諸如銀、金、鋁、鈀和鉑的金屬形成。除了金屬，還可以使用分散有諸如鈦氧化物和鎂氧化物的氧化物的細(xì)顆粒的樹脂等。此外，與用于涂敷透鏡等的光學(xué)反射膜一樣，由諸如金屬氧化物膜的電介質(zhì)制成的多層膜也可以用作反射膜310。
由金屬或其它導(dǎo)電材料制成的反射膜310優(yōu)選地形成為避免任何安裝電極302a和302b發(fā)生短路。安裝電極302a和302b中的僅僅一個(gè)發(fā)生短路的裝置還可以使用，但是安裝電極302a和302b都短路將使該裝置不能使用。
另一方面，由絕緣體形成的反射膜310沒有短路等問題。因此，如圖22和圖23所示，反射膜310可以設(shè)置在封裝301的外壁表面上，以便完全覆蓋上表面和側(cè)表面。
形成反射膜310的方法示例性地包括施加包含金屬或金屬氧化物的涂料并然后煅燒的方法，或者通過蒸發(fā)、濺射等沉積金屬或電介質(zhì)多層膜的方法。此外，也可以使用粘附包含金屬或金屬氧化物的細(xì)顆粒的樹脂的方法，以及粘貼(stick)包含金屬或金屬氧化物的細(xì)顆粒的金屬箔或者樹脂等的方法。
圖24是示出本實(shí)施例的第二例子的發(fā)光裝置的示意性透視圖。更具體地說，圖24A是從光提取表面?zhèn)扔^察到的發(fā)光裝置的透視圖，圖24B是從與光提取表面相對(duì)的一側(cè)觀察到的發(fā)光裝置的透視圖。
圖25是沿著圖24A的線A-A截取的剖視圖。在圖24和后面的圖中，與前面圖中示出的元件相似的元件使用相同的附圖標(biāo)記表示，并且其詳細(xì)描述^皮適當(dāng)?shù)厥÷浴?br> 在本例中，封裝301的側(cè)表面在靠近安裝表面的部分上包括沒有涂敷反射膜310的暴露部分301e。例如，在由金屬或其它導(dǎo)電材料形成的反射膜310延伸靠近封裝301的安裝表面的情況下，當(dāng)發(fā)光裝置安裝在安裝基板(未示出)上時(shí)，安裝基板的安裝電極可能與反射膜310發(fā)生電短路。特別地，當(dāng)發(fā)光裝置安裝在安裝基板上時(shí)，如果焊料、導(dǎo)電粘合劑等流到發(fā)光裝置周圍，則很可能會(huì)與涂敷側(cè)表面的反射膜310接觸。因此，如果安裝電極302a和302b通過反射膜310發(fā)生短路，那么該裝置不能工作。
相反地，根據(jù)本例，在封裝301的側(cè)表面，靠近安裝表面的部分沒有設(shè)置反射膜310。這樣即使當(dāng)安裝發(fā)光裝置時(shí)焊料、導(dǎo)電粘合劑等流到發(fā)光裝置周圍，也可以防止電短路。
此外，如圖25所示，發(fā)光元件303通常放置在封裝301中的相對(duì)較高的位置。即，光從發(fā)光元件303發(fā)射，并從內(nèi)壁表面S引導(dǎo)到框架321和基板320，該光只發(fā)生從暴露部分301e的輕微泄漏，并且大部分可以由反射膜310反射回到凹部301a。
圖26是示出本實(shí)施例的第三例子的發(fā)光裝置的示意性透視圖。更具體地說，圖26A是從光提取表面?zhèn)扔^察到的發(fā)光裝置的透視圖，圖26B是從與光提取表面相對(duì)的一側(cè)觀察到的發(fā)光裝置的透視圖。
圖27是沿著圖26A的線A-A截取的剖視圖。
在本例中，凸部(安裝表面)301P在封裝301的安裝表面上形成。凸部301P在安裝電極302a和302b之間形成，并且在其上^L置吸熱金屬309。即，充當(dāng)饋電電才及表面的安裝電才及302a和302b相對(duì)于安裝表面?zhèn)壬系奈鼰峤饘?09后退，并且在安裝電纟及302a和302b之間設(shè)置有階差S。
這實(shí)現(xiàn)了與上面就第一實(shí)施例描述的階差S (參見圖1)相似的效應(yīng)。更具體地說，封裝301可以安裝在與其緊密接觸的例如基板的安裝構(gòu)件上，而沒有被焊料抬起。此外，如上面參考圖4描述，這樣i殳置的突起301P允許焊料在安裝電才及302a和302b之下流動(dòng)，從而有利的是，可以使發(fā)光裝置的安裝位置自動(dòng)校正到規(guī)定位置。
圖28A和圖28B分別是示出本實(shí)施例的第四和第五例子的發(fā)光裝置的示意性透視圖。
在圖28A沖示出的第四例子中，在封裝301的外壁表面上，側(cè)表面設(shè)置有反射膜310，然后上表面沒有設(shè)置反射膜310，而是留作暴露部分301e。此外，在這種情況下，可以防止橫向光泄露，并且光可以只向上,皮提取，即，在設(shè)置凹部301a的方向上纟皮提取。
在圖28B中示出的第五例子中，封裝301的上表面再次留作沒有設(shè)置反射膜310的暴露部分310e。此外，在靠近安裝表面的側(cè)表面的一部分上也設(shè)置暴露部分310e。因此，如上面就第二例子描述的，當(dāng)安裝發(fā)光裝置時(shí)，也可以防止短路。
圖29A是示出本實(shí)施例的第六例子的發(fā)光裝置的示意性透視圖，圖29B是沿著圖29A的線A-A截取的剖視圖。
在本例中，安裝電極302a和302b從封裝301的側(cè)表面突起。像這才羊的封裝301可以示例性地通過嵌入才莫制(embedded molding)形成，其中，在鉛框架中形成的安裝電極302a和302b嵌入到隨后模制的樹脂預(yù)制件中。
在本結(jié)構(gòu)中，根據(jù)本例，當(dāng)反射膜310由金屬或?qū)щ姴牧闲纬蓵r(shí)，緊靠安裝電極302a和302b的部分沒有設(shè)置反射膜310，而是留作暴露部分301e。因此，可以防止安裝電極302a和302b之間的短路。此外，在本例中，在與安裝電極302a和302b從其上突起的側(cè)表面正交的側(cè)表面上沒有設(shè)置暴露部分301e，但是前一側(cè)表面被反射膜310全部涂敷。但是，如圖28B所示，當(dāng)在該前一側(cè)表面上的反射膜310有與安裝有該發(fā)光裝置的安裝基板等上的任何電極圖案發(fā)生短路的危險(xiǎn)的情況下，可以在安裝表面的附近形成暴露部分310e，而在其上沒有設(shè)置反射膜310。
圖30是示出本實(shí)施例的第七例子的發(fā)光裝置的示意性透視圖。更具體地說，圖30A是從光提取表面?zhèn)扔^察到的發(fā)光裝置的透視圖，圖30B是從光提取表面相對(duì)的一側(cè)觀察到的發(fā)光裝置的透視圖。
在本例中，在形成大致矩形平行管的形狀的封裝301的縱向的兩端，在封裝301周圍設(shè)置安裝電極302a和302b。該安裝電極302a和302b分別連接到鉛電極305a和305b，該鉛電極305a和305b設(shè)置在具有平坦開口形狀的凹部301a的底部。在封裝301的外壁表面，具有凹部301a的表面和與該表面正交的表面設(shè)置有反射膜310。另一方面，用于散熱的吸熱金屬309設(shè)置在與具有凹部301a的表面相對(duì)的背側(cè)上。此外，在本例中，這樣設(shè)置的反射膜310允許從發(fā)光元件303發(fā)射并從內(nèi)壁表面S引導(dǎo)入封裝301的光通過反射膜310反射回到凹部301a中。因此，即使尺寸減小，也防止從除凹部301a以外的光泄漏，并且可以從凹部301a以高亮度提取光。
本例可以安裝在以吸熱金屬309作為安裝表面的基板等之上。但是，另外，本例可以用作所謂的"側(cè)視型"發(fā)光裝置。
圖31是示出本例的發(fā)光裝置用作側(cè)視型裝置的安裝狀態(tài)的示意圖。
在本例的發(fā)光裝置用作側(cè)視型裝置的情況下，可以使用焊料420將安裝電極302a和302b安裝在諸如安裝基板的安裝構(gòu)件400上，其中凹部301a指向橫向的方向(directed laterally )。例如，當(dāng)用作液晶顯示器的背光源時(shí)，在這樣安裝的發(fā)光裝置的前側(cè)(與具有凹部la的表面相對(duì))處相鄰地并置導(dǎo)光板，并且從發(fā)光裝置發(fā)射的光以高效率入射在導(dǎo)光板的側(cè)表面上。因此，可以實(shí)現(xiàn)超薄的、高亮度背光源，其中，導(dǎo)光板和發(fā)光裝置都具有1毫米或更小的高度H。此外，在本例中，即使在發(fā)光裝置具有這樣的非常小的高度H的情況下，其中設(shè)置的反射膜310也可以防止從除了凹部301a以外的光泄漏，并且可以從凹部301a獲得高亮度的光發(fā)射。
此外，在這樣將發(fā)光裝置安裝到安裝構(gòu)件400上的狀態(tài)中，吸熱器等(未示出)可以連接到在與凹部310a相對(duì)的一側(cè)設(shè)置的吸熱金屬309。因此，從半導(dǎo)體發(fā)光元件303散發(fā)的熱可以有效地通過緊靠其背側(cè)設(shè)置的大的吸熱金屬309散發(fā)到外部。
圖32是示出本實(shí)施例的第八例子的發(fā)光裝置的示意性透視圖。本例具有與上面參考圖30和圖31描述的第七個(gè)例子的結(jié)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu)。但是，不同的是，在本例中，具有凹部301a的表面沒有設(shè)置反射膜310，而是留作暴露部分301e。同樣地，在這種情況下，可以防止在相對(duì)于具有凹部301a的表面的橫向方向上的光泄漏，并且，可以從具有凹部301a的表面高效地提取光。
30接下來，描述用于形成反射膜310的方法。
圖33是示出用于在封裝301的側(cè)表面上形成反射膜310的方法的工序圖。首先，如圖33A所示，排列多個(gè)封裝301，以便使要設(shè)置有反射膜310的表面指向特定方向。
然后，如圖33B所示，使用夾具(jig)等將這些封裝301固定，并給該表面提供構(gòu)成反射膜310的材料M。作為該方法的例子，使用打印機(jī)施加銀涂料等，然后煅燒以使樹脂成分蒸發(fā)。因此，如圖33C所示，形成銀反射膜310。
或者，在使用夾具固定的該狀態(tài)中，將封裝301置于真空室中，通過蒸發(fā)、濺射等沉積例如銀的材料M。因此，可以如圖33C所示形成反射膜310。
或者，可以使用粘膠等粘貼鋁或其它金屬箔。這里，可以使用相對(duì)較薄的金屬箔。然后，如圖33C所示，在粘貼金屬箔后，當(dāng)除去夾具并且將各個(gè)封裝301分開時(shí)，可以在封裝之間的接合處切割金屬箔，而金屬箔仍然粘附在每個(gè)封裝301上。
通過重新排列封裝301并重復(fù)上面參考圖33描述的工序，可以在封裝301的另一個(gè)表面上形成反射膜310。通過這樣重復(fù)該工序，可以根據(jù)需要在任何外壁表面上設(shè)置反射膜310。
圖34是示出使用掩模的方法的工序圖。這里，圖34A和圖34C示出封裝301的上表面?zhèn)?，圖34B示出封裝301的后表面?zhèn)取?br> 首先，如圖34A和圖34B所示，在其上沒有形成反射膜310的封裝301的表面的部分上，使用光致抗蝕劑等預(yù)先形成掩模350。然后，將封裝301置于真空室中，在例如自轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)傾斜的封裝301的同時(shí)，通過蒸發(fā)、濺射等在封裝301的上表面和側(cè)表面上沉積由銀等形成的反射膜310。隨后，通過光致抗蝕劑去除器等去除掩模350并將其上沉積的反射膜310去除。因此，可以以如圖34C所示的預(yù)定圖案形成反射膜310。
或者，如圖34A和34B所示，使用氟樹脂系(fluororesin-based )材料等形成掩模350，并浸在銀涂料中。銀涂料在沒有用其涂敷的掩模350上受到排斥。隨后，去除掩模350，接著進(jìn)行煅燒。然后，可以以如圖34C所示的預(yù)定圖案形成反射膜310。
就例子描述了本發(fā)明的第二實(shí)施例。但是，本發(fā)明并不限于這些例子。例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以適當(dāng)?shù)匦薷臉?gòu)成本發(fā)明的發(fā)光裝置的基板、框架、凹部、發(fā)光元件、鉛電極、安裝電極、吸熱金屬、導(dǎo)線、樹脂等，并且，只要這樣的修改落入本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)，它們也被包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
工業(yè)實(shí)用性
本發(fā)明可以提供允許更高亮度和更薄外形的發(fā)光裝置、及其制造方法和安裝基板。
此外，通過使用漫反射表面并防止從封裝的光泄漏，本發(fā)明可以提供能夠在發(fā)射方向有效地發(fā)射光的發(fā)光裝置。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光裝置，包括封裝，包括其中形成有凹部的大致四邊形的發(fā)光表面、與發(fā)光表面相對(duì)的后表面、與發(fā)光表面和后表面大致正交的第一側(cè)表面、以及與第一側(cè)表面相對(duì)的第二側(cè)表面；和設(shè)置在凹部中的發(fā)光元件，第一側(cè)表面和后表面中的至少一個(gè)包括與發(fā)光元件連接的第一饋電電極表面和第二饋電電極表面、以及設(shè)置在第一饋電電極表面和第二饋電電極表面之間的安裝表面，在第一饋電電極表面和安裝表面之間設(shè)置有階差，在第二饋電電極表面和安裝表面之間設(shè)置有階差，并且第一饋電電極表面和第二饋電電極表面相對(duì)于與其相鄰的安裝表面后退。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的發(fā)光裝置，其中 第一饋電電極表面和第二饋電電極表面設(shè)置在第一側(cè)表面上，并且第一側(cè)表面還包括在第一饋電電極表面和第二饋電電極表面外 的兩端中的至少一端處設(shè)置的突起、以及分割第一饋電電極表面和第 二饋電電極表面的位置，該突起突出到與安裝表面大致共平面的平 面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的發(fā)光裝置，其中第一饋電電極表面和第二饋電電極表面以及安裝表面設(shè)置在第 一側(cè)表面上，發(fā)光表面設(shè)置有與第一饋電電極表面連接的第一發(fā)光表面電極、 以及與第二饋電電極表面連接的第二發(fā)光表面電極，并且后表面設(shè)置有與第一饋電電極表面連接的第一后表面電極、以及 與第二饋電電極表面連接的第二后表面電極。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置，其中第一饋電電極表面和第二饋電電極表面以及安裝表面設(shè)置在第 一側(cè)表面上，第二側(cè)表面包括設(shè)置在其一端且與第一饋電電極表面連接的第 三饋電電極表面、以及設(shè)置在其另 一端且與第二饋電電極表面連接的 第四饋電電極表面，并且第一饋電電極表面至第四饋電電極表面中的至少一個(gè)在形狀上 不同于其它饋電電極表面。
5. —種發(fā)光裝置的制造方法，該發(fā)光裝置包括封裝，包括其 中形成有凹部的發(fā)光表面、以及與發(fā)光表面大致正交且具有第一饋電 電極表面和笫二饋電電極表面的第一側(cè)表面；以及設(shè)置在凹部中的發(fā) 光元件，該制造方法包括通過在形成于基體中的多個(gè)通孔的內(nèi)壁上形成導(dǎo)電層，來形成第 一饋電電極表面和第二饋電電極表面，該基體包括多個(gè)凹部。
6. —種發(fā)光裝置的制造方法，包括在基體中的通孔的內(nèi)壁上形成導(dǎo)電層，該基體包括多個(gè)凹部和通孔；在凹部中安裝發(fā)光元件；通過接合線將設(shè)置在凹部中的鉛電極與發(fā)光元件連接；用樹脂填充凹部；以及沿著連接通孔的線切割基體。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制作方法，其中，通過調(diào)節(jié)切割位置 和用于切割的刀片的厚度中的至少一個(gè)來調(diào)整在切割表面和導(dǎo)電層 之間形成的階差的高度，其中該切割表面通過切割而被暴露，該導(dǎo)電 層形成在通孔的內(nèi)壁上。
8. —種安裝基板，包括 基板；設(shè)置在基板上的第一接口區(qū)電極和第二接口區(qū)電極；以及設(shè)置在基板上的根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置，發(fā)光裝置的第一饋電電極表面與第一接口區(qū)電極連接，并且，發(fā)光裝置的第二饋電電極表面與第二接口區(qū)電極連接。
9. 一種發(fā)光裝置，包括封裝，包括其中形成有凹部的樹脂或陶資；和設(shè)置在凹部中的發(fā)光元件，樹脂或陶瓷的外壁表面設(shè)置有反射膜。
10. —種發(fā)光裝置，包括封裝，由樹脂或陶資制成，并且包括其中形成有凹部的發(fā)光表面 和與發(fā)光表面相鄰的側(cè)表面；和 設(shè)置在凹部中的發(fā)光元件， 該側(cè)表面設(shè)置有反射膜。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光裝置，其中，發(fā)光表面也設(shè)置 有反射膜。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置，其中，反 射面是從由金屬膜、包含金屬氧化物細(xì)顆粒的膜、和由電介質(zhì)制成的 多層膜組成的組中選擇的一種膜。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)光裝置及其制造方法和安裝基板，該發(fā)光裝置包括封裝，包括其中形成有凹部的大致四邊形的發(fā)光表面、與發(fā)光表面相對(duì)的后表面、與發(fā)光表面和后表面大致正交的第一側(cè)表面、以及與第一側(cè)表面相對(duì)的第二側(cè)表面；和設(shè)置在凹部中的發(fā)光元件。第一側(cè)表面和后表面中的至少一個(gè)包括與發(fā)光元件連接的第一饋電電極表面和第二饋電電極表面、以及設(shè)置在第一饋電電極表面和第二饋電電極表面之間的安裝表面。在第一饋電電極表面和安裝表面之間設(shè)置有階差，在第二饋電電極表面和安裝表面之間設(shè)置有階差。第一饋電電極表面和第二饋電電極表面相對(duì)于與其相鄰的安裝表面后退。該結(jié)構(gòu)可以使發(fā)光裝置的亮度高、厚度薄。
文檔編號(hào)H01L33/56GK101578712SQ20078004974
公開日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2007年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月14日
發(fā)明者和田直樹 申請(qǐng)人:哈利盛東芝照明株式會(huì)社