專利名稱：表面安裝型發(fā)光二極管及其制造方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及表面安裝型發(fā)光二極管，特別是涉及重視散熱性、可靠性 和生產(chǎn)性的表面安裝型發(fā)光二極管及其制造方法。
背景技術(shù)：
半導體發(fā)光元件在AlInGaP或GaN等化合物半導體晶片上形成PN 結(jié)，對它通以正向電流，取得可見光或者近紅外光的發(fā)光，近年來，以顯 示為代表，在通信、計測、控制等中廣泛應用。特別是應用范圍還擴大到 重視散熱性和可靠性的車載領域中。在表面安裝型發(fā)光二極管中也開發(fā)了 響應這樣的要求的產(chǎn)品。如圖16所示，以往的表面安裝型發(fā)光二極管100的結(jié)構(gòu)為，在具有 電極102的基體101上安裝半導體發(fā)光元件103，通過引線接合，用導電 性引線104把半導體發(fā)光元件103的各電極連接到基體101的各電極102 上，在基體101內(nèi)設置模制部件105。搭載在表面安裝型發(fā)光二極管中的半導體發(fā)光元件(LED芯片)發(fā)光 時產(chǎn)生熱，但是流到LED芯片的電流越大，熱的發(fā)生量就越大。此外， 一般，LED芯片的溫度越高，LED芯片的發(fā)光效率越下降，此外光惡化 變得顯著。即，即使流過大的電流，也不明顯變亮，LED芯片的壽命縮短。 因此，通過使從LED芯片產(chǎn)生的熱高效地釋放到外部，降低其溫度，從 而能提供即使是高電流，也能發(fā)光效率良好、壽命特性良好的LED芯片。關于所述的謀求散熱效果的提高的以往的半導體發(fā)光裝置，例如在特 開平11-46018號公報、特開2002-222998號公報、特開2000-58924號公 報、特開2000-77725號公報和特開2000-216443號公報中有記載。在特幵 平11-46018號公報和特開2002-222998號公報中，通過增大引線框的表面 積，或者在特開2000 — 58924號公報、特開2000-77725號公報和特開2000-216443號公報中，通過使襯底的材料用比樹脂的熱傳導性大的金屬， 從而提高散熱性?？墒牵趫D16所示的以往的表面安裝型發(fā)光二極管100中，只由電 極102接受來自半導體發(fā)光元件103的散熱，所以散熱性不充分。此外， 在車載用途等耐環(huán)境性(溫度或者振動等)嚴格的條件下，可靠性不夠。 此外，在用于把半導體發(fā)光元件103產(chǎn)生的光反射的反射體內(nèi)配置熒光體 (物質(zhì))，因此有必要使覆蓋半導體發(fā)光元件103的模制部件105中含有 熒光體?？墒?，含有熒光體的樹脂在半導體發(fā)光元件103附近，如果暴露 在尹半導體發(fā)光元件的發(fā)熱引起的高溫中，就會劣化，所以作為光源的壽 命縮短。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的在于，提供散熱性、可靠性和生產(chǎn)性優(yōu)異的表面安 裝型發(fā)光二極管及其制造方法。本發(fā)明的表面安裝型發(fā)光二極管具有金屬制的基底部件、背面接合固 定在基底部件上的半導體發(fā)光元件、按照包圍半導體發(fā)光元件的方式在基 底部件上隔著具有絕緣性的接合片接合的金屬制反射體。這時，從半導體發(fā)光元件產(chǎn)生的熱通過基底部件和接合片向反射體傳 導，從反射體向外部散熱。此外， 一部分的熱通過基底部件向外部散熱。 基底部件和反射體都是金屬制，所以能把從半導體發(fā)光元件產(chǎn)生的熱高效 向外部散熱，此外，能把從半導體發(fā)光元件產(chǎn)生的光高效向外部放出。例 如在金屬材料的表面，通過電鍍加工，層疊其他金屬，組合多個金屬，從 而形成反射體，但是如果作為一體物形成，制造就容易，能提高生產(chǎn)性， 所以更理想。作為一體物形成時，反射體的材料并不局限于單質(zhì)的金屬， 也可以是合金。此外，在反射體的外周面形成具有比該外周面的寬度更小寬度的凸 部。反射體是金屬制，所以，如果設置得厚，切割就變得困難。因此，在 由板材成形反射體的工序中，作為切削部，設置比板材的厚度更薄的區(qū)域， 如果沿著該切削部切割，就能更容易切割，所以表面安裝型發(fā)光二極管的 成品率不會下降，能提高生產(chǎn)性。切割后的切削部的形狀是所述凸部。如果形成凸部，反射體的表面積就增大，所以能更高效地散熱。此外，也可以在反射體的外周面形成多個凸部。這時，進一步促進從 反射體向外部的散熱，所以能進一步提高散熱性。此外，優(yōu)選基底部件是由A1、 Cu、 Fe、 Mg中的至少任意一個以上或者它們的復合體構(gòu)成。這些材料熱傳導率高，所以能成為從半導體發(fā)光元 件產(chǎn)生的熱向外部的散熱性良好的基底部件。此外，這些材料的加工性好， 所以容易制作。此外，優(yōu)選反射體是由A1、 Cu、 Fe、 Mg的至少任意一個以上或者由 它們的復合體構(gòu)成。這些材料熱傳導率高，所以能成為從半導體發(fā)光元件 產(chǎn)生的熱向外部的散熱性良好的反射體。此外，這些材料的加工性好，所 以容易制作。此外，優(yōu)選在表面安裝型發(fā)光二極管設置多個半導體發(fā)光元件。這時， 能取得高輸出光源。如果分別安裝一個藍色 綠色 紅色類LED芯片等 半導體發(fā)光元件，則通過調(diào)整向各LED芯片的電流分配，就能取得白色 等可調(diào)色的光源。所述各色的LED芯片可以分別安裝多個。此外，優(yōu)選基底部件包含把在基底部件中接合固定半導體發(fā)光元件的 部分和在基底部件中接合反射體的部分電絕緣的絕緣部件。這時，由于半 導體發(fā)光元件和在基底部件中接合反射體的部分電絕緣，所以通過將半導 體發(fā)光元件的電極和金屬制的基底部件的接合反射體的部分電連接，從而 能對半導體發(fā)光元件供給電流。即通過電連接半導體發(fā)光元件和基底部件 的接合反射體的部分，從而能形成用于使表面安裝型發(fā)光二極管發(fā)光的電 路。此外，優(yōu)選接合片由熱傳導性硅、熱傳導性丙烯酸系樹脂、熱傳導性 環(huán)氧樹脂的至少任意一個以上或者把它們層疊為層狀的它們的復合體(多 層體)構(gòu)成。這些材料熱傳導系數(shù)高(例如1.0W/m'K以上)，所以能高 效地把從半導體發(fā)光元件產(chǎn)生，在透光性樹脂中散發(fā)的熱散熱。這里，對 熱傳導性接合片填充熱傳導性裝填物，作為填充材料，能使用熱傳導好的 氧化硅、氧化鋁、氧化鎂、氫氧化鋁等。此外，作為熱傳導性接合片，也 考慮按順序?qū)盈B熱傳導性粘合材料、鋁箔和熱傳導粘合材料的結(jié)構(gòu)、或按 順序?qū)盈B熱傳導粘合材料、熱傳導性化合物和熱傳導粘合材料的結(jié)構(gòu)。此外，優(yōu)選反射體的內(nèi)周面是圓錐面、球面、拋物面中的任意一部分 地形成。這時，能以高效放出從半導體發(fā)光元件產(chǎn)生的光。此外，優(yōu)選基底部件至少在接合固定半導體發(fā)光元件的表面，進行鍍 金或者鍍銀的表面處理。這時，把半導體發(fā)光元件接合固定在基底部件上 的焊接變得良好。此外，就鍍銀來說，光反射率高，從半導體發(fā)光元件向 基底部件放射的光的外部取出效率提高。此外，對基底部件的表面進行鍍金或者鍍銀的表面處理，形成與半導 體發(fā)光元件電連接的導體層。這時，能抑制導體層的變質(zhì)。此外，在基底部件上，按照覆蓋半導體發(fā)光元件，并且不與反射體接 觸的方式設置透光性樹脂。這時，覆蓋半導體發(fā)光元件，用于與外氣隔離 來保護電路的透光性樹脂不與反射體接觸。因此，不會發(fā)生伴隨著從半導 體發(fā)光元件向透光性樹脂的熱傳導，產(chǎn)生透光性樹脂膨脹和收縮，透光性 樹脂從反射體剝離的問題，此外不會發(fā)生基底部件膨脹和收縮，透光性樹 脂從反射體剝離的問題，所以能降低表面安裝型發(fā)光二極管的故障率，提 高可靠性。此外，能甩熱膨脹系數(shù)不同的材料構(gòu)成基底部件和反射體。此外，優(yōu)選透光性樹脂含有熒光體，該由熒光體被半導體發(fā)光元件放 出的光激勵，發(fā)出比半導體發(fā)光元件放出的光更長波長的光。例如，半導 體發(fā)光元件是由氮化鎵類化合物構(gòu)成的藍色類半導體發(fā)光元件，透光性樹 脂含有熒光體，該熒光體在由藍色類半導體發(fā)光元件放出的光激勵時，發(fā) 出黃色類的光，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能取得白色光源。須指出的是，半導體發(fā)光元件可以是ZnO (氧化鋅)類化合物，也可以是發(fā)出近紫外類顏色的光的 半導體發(fā)光元件。此外，反射體與基底部件的接合面可以具有凹凸，也可以是鋸齒狀。 這時，從接合片向反射體的熱傳導提高。因此，能把半導體發(fā)光元件產(chǎn)生 的熱更高效地向外部散熱。此外，能提高反射體的接合強度。本發(fā)明的表面安裝型發(fā)光二極管的制造方法具有在金屬制的基底部 件集合體的表面的一部分按順序?qū)盈B絕緣層和導體層的工序。此外，具有 在金屬制的反射體原材上形成多個貫通孔部、切斷用的槽的工序。此外， 具有在基底部件集合體上隔著熱傳導性接合片接合反射體原材的工序。此 外，具有在多個貫通孔部的內(nèi)側(cè)，把多個半導體發(fā)光元件接合固定在基底部件集合體上的工序。此外，具有連接半導體發(fā)光元件和導體層的工序。 此外，具有沿著槽切割反射體原材和基底部件集合體，分割為具有單個基 底部件和反射體的表面安裝型發(fā)光二極管的工序。這時，因為基底部件和反射體是金屬制，所以能把從半導體發(fā)光元件 產(chǎn)生的熱高效散熱到外部，此外，能把從半導體發(fā)光元件產(chǎn)生的光高效放 出到外部。如果金屬制的反射體設定得厚，切割就變得困難，但是通過在 反射體原材上形成切斷用的槽，切割就變得容易，所以表面安裝型發(fā)光二 極管的成品率不會下降，能提高生產(chǎn)性。以下與附圖結(jié)合對本發(fā)明進行詳細描述，本發(fā)明的所述和其他目的、 特征、方面、優(yōu)勢將變得更明顯。


圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式的表面安裝型發(fā)光二極管的剖面構(gòu) 造的一部分示意圖。圖2是表示半導體發(fā)光元件產(chǎn)生的熱的傳導的示意圖。圖3是表示表面安裝型發(fā)光二極管的制造工序的流程圖。圖4是表示導體層形成工序的示意圖。圖5是表示接合片粘貼工序的示意圖。圖6是表示反射體原材接合工序的示意圖。圖7是表示半導體發(fā)光元件接合固定工序的示意圖。圖8是表示透光性樹脂填充工序的示意圖。圖9A是板材的側(cè)面圖。圖9B是壓紋成形后的剖面圖。圖9C是反射體原材的剖面圖。圖10是表示第二實施方式的表面安裝型發(fā)光二極管的剖面構(gòu)造的一部分的示意圖。圖11是圖IO所示的表面安裝型發(fā)光二極管的立體圖。圖12是表示第二實施方式的表面安裝型發(fā)光二極管的制造工序的流程圖。圖13是表示反射體的形狀的變形例的表面安裝型發(fā)光二極管的剖面構(gòu)造的一部分的示意圖。圖14是表示反射體的形狀的其他變形例的表面安裝型發(fā)光二極管的 剖面構(gòu)造的一部分的示意圖。圖15是表示反射體的形狀的其他變形例的表面安裝型發(fā)光二極管的 剖面構(gòu)造的一部分的示意圖。圖16是表示以往的表面安裝型發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的例子的剖面示意圖。
具體實施方式
下面，根據(jù)

本發(fā)明的實施例。須指出的是，在以下的附圖中， 對同一或者相當?shù)牟糠指郊酉嗤膮⒄辗?，不重復其說明。(第一實施方式)如圖1所示，表面安裝型發(fā)光二極管10，由半導體發(fā)光元件l、基底 部件2、絕緣層3、導體層4、熱傳導性接合片5、具有凸部9的反射體6、 含有熒光體的透光性樹脂7、和導線8構(gòu)成?；撞考?由熱傳導良好的鋁(Al)構(gòu)成，形成板狀。半導體發(fā)光元 件1的背面接合固定在基底部件2上。在基底部件2的表面的一部分層疊 絕緣層3，在絕緣層3的表面層疊成為金屬布線圖案導體的導體層4。在 該導體層4的一部分區(qū)域?qū)盈B具有絕緣性的熱傳導性接合片5，在熱傳導 性接合片5上設置反射體6。即反射體6如圖1所示，在基底部件2的接 合固定半導體發(fā)光元件1的表面即上面，包圍半導體發(fā)光元件1地隔著熱 傳導性接合片5接合反射體6。接合固定半導體發(fā)光元件1的基底部件2 和接合反射體6的導體層4，通過絕緣層3而電絕緣。半導體發(fā)光元件l 的電極通過導線8與導體層4電連接。如果導體層4例如在與所述上面相 反一側(cè)的下面一側(cè)，作為外部連接端子部，從外部向半導體發(fā)光元件1供 給電流地工作，就能形成用于使表面安裝型發(fā)光二極管IO發(fā)光的電路。反射體6是鋁制(Al)，例如形成最小內(nèi)徑2mm左右、最大內(nèi)徑3mm 左右的缽狀。此外，反射體6在外周面具有為了使切割變得容易而使用的 切削部殘余即凸部9。凸部9具有比反射體6的外周面的寬度更小的寬度。所述寬度表示垂直于基底部件2的上面(接合固定半導體發(fā)光元件1的表面)的方向的尺寸。即在反射體6的剖面中，如圖1所示，反射體6的厚 度方向(圖1的上下方向)的凸部9的尺寸比反射體6的厚度更小。此外， 反射體6的內(nèi)周壁被鏡面加工。反射體6是缽狀，其內(nèi)周壁被鏡面加工， 所以從半導體發(fā)光元件1產(chǎn)生的光被反射體6反射，高效向外部放出。從 半導體發(fā)光元件1產(chǎn)生的光的一部分朝向基底部件2發(fā)光，但是基底部件 2也是金屬制，所以在基底部件2的上面光被反射，光高效地向外部放出。 即從基底部件2的下面一側(cè)，光泄漏的量極小。此外，在基底部件2的上面的比反射體6更內(nèi)側(cè)搭載半導體發(fā)光元件 1，半導體發(fā)光元件l由硅樹脂構(gòu)成的透光性樹脂7覆蓋。透光性樹脂7， 含有如果由來自半導體發(fā)光元件的光激勵，就發(fā)出黃色類的光的熒光體， 并分散保持該熒光體。半導體發(fā)光元件1是由氮化鎵類化合物半導體構(gòu)成的藍色類的半導體 發(fā)光元件，形成在同一面(圖1中，上面一側(cè))具有P、 N電極的芯片狀。 如果半導體發(fā)光元件1發(fā)光，就發(fā)出藍色類的光。這時，通過藍色類的光 被透光性樹脂7所分散保持的熒光體吸收而獲得的黃色類的光、與未被熒 光體吸收的藍色類的光之間的混色，取得白色類的光。如果搭載多個所述 半導體發(fā)光元件l，就能取得更高輸出的光源。這里，透光性樹脂7的形 狀也可以形成向著遠離基底部件2的表面的一側(cè)隆起的凸透鏡狀。這里， 藍色類的光是指發(fā)光的峰值波長為350nm以上490nm以下的光。此外， 黃色類的光是指發(fā)光的峰值波長為550nm以上650nm以下的比所述藍色 類的光更長波長的光。這里，透光性樹脂7和反射體6不接觸。因此，不會發(fā)生由于從半導 體發(fā)光元件1產(chǎn)生的熱而導致產(chǎn)生透光性樹脂7的膨脹和收縮，透光性樹 脂7從反射體6剝離這樣的問題，能降低表面安裝型發(fā)光二極管10的故 障率，能提高可靠性。此外，能用熱膨脹系數(shù)不同的材料構(gòu)成基底部件2 和反射體6。在圖2中，箭頭a、 b、 c、 d表示熱的傳導。如圖2所示，半導體發(fā) 光元件1產(chǎn)生的熱如箭頭a、 b那樣向基底部件2傳導。向基底部件2傳 導的熱中， 一部分通過基底部件向外部散熱，如箭頭b、 c那樣， 一部分通過熱傳導性接合片5向反射體6傳導。向反射體6傳導的熱如箭頭d那 樣，向外部散熱。基底部件和反射體6是Al制，熱傳導率高，所以能構(gòu)成高效把從半 導體發(fā)光元件1產(chǎn)生的熱向外部散熱的散熱性好的表面安裝型發(fā)光二極管 10。在反射體6形成凸部9，反射體6的表面積增大，所以能更高效地散 熱。此外，反射體6隔著熱傳導性接合片5與基底部件2接合，所以熱容 易傳導給Al制的反射體6，能高效地把從半導體發(fā)光元件1產(chǎn)生的熱散熱 到外部。熱傳導性接合片5當然使用熱傳導性好的，例如作為熱傳導性接 合片5，能使用熱傳導性硅、熱傳導性丙烯酸系樹脂、熱傳導性環(huán)氧樹脂 中的任意一個以上或者把它們層疊為層狀而構(gòu)成的復合體(多層體)。等能高效把從半導體發(fā)光元件1產(chǎn)生的熱高效向外部散熱，所以半導體 發(fā)光元件1的溫度降低，覆蓋半導體發(fā)光元件1的透光性樹脂7的溫度也 保持很低。因此，能抑制在透光性樹脂7中分散保持的熒光體暴露在半導 體發(fā)光元件l的高溫中引起的透光性樹脂7的惡化。據(jù)此，能延長表面安 裝型發(fā)光二極管10的壽命。此外，能抑制從表面安裝型發(fā)光二極管10產(chǎn) 生的顏色散差。作為在透光性樹脂7中分散保持的熒光體，包含添加釓和鈰的YAG 類(釔鋁石榴石)、BOS類(Barium Ortho-Silicate)、 TAG類(鋱鋁石榴石) 的至少一種。須指出的是，為了取得白色光，有必要在透光性樹脂7中含 有熒光體，但是作為表面安裝型發(fā)光二極管10，當然也可以是只用不含有 熒光體的透光性樹脂7密封半導體發(fā)光元件1的結(jié)構(gòu)。優(yōu)選透光性樹脂7 是硅樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、氟類樹脂、聚酰亞胺樹脂、硅變性環(huán) 氧樹脂等至少1種以上或者其復合體。從半導體發(fā)光元件1產(chǎn)生的熱的一 部分通過透光性樹脂7向外部散熱，所以更理想的是散熱性好(例如熱傳 導率0.3W/m K以上)的透光性樹脂7。此外，從半導體發(fā)光元件1產(chǎn)生的光因為反射體6由金屬(Al)形成， 所以高效向外部放射。反射體6由金屬(Al)形成，在反射體6的內(nèi)周面， 作為反射層，沒必要用于提高反射率的Al蒸鍍、金屬鍍層等，所以制作 變得容易。此外，只用熱傳導性接合片5接合基底部件2和反射體6來制 作，所以制作變得容易。卜—面，說明圖1所示的表面安裝型發(fā)光二極管10的制造工序。如圖3所示，首先，在工序(S10)中，作為基底部件集合體，準備厚度0.5mm 的板狀的鋁。這里，用使用壓紋模在從上方下壓的方向壓花成形的方法， 使基底部件集合體在后面工序中接合固定半導體發(fā)光元件的表面即上面、 與上面相反一側(cè)的下面形成凹部。這里，基底部件集合體是通過切割(切 斷)，成形為基底部件2的原材，如后所述，經(jīng)過半導體發(fā)光元件1的接 合固定和引線接合以及樹脂密封的各工序后，切斷、分離為各基底部件2。接著，在工序(S20)中，如圖4所示，按照覆蓋板狀的基底部件集 合體的側(cè)面?zhèn)鹊谋砻婧退霭疾康姆绞?，通過CVD (Chemical Vapor Deposition,化學氣相沉積)法，層疊作為絕緣層3的二氧化硅層(厚度 O.lmm)。接著，在工序(S30)中，在絕緣層3的表面，使用電鍍，形成 作為金屬布線圖案導體的銅薄膜(厚度0.035mm)，進而使用鍍銀法，層 疊由銀薄膜(厚度0.005mm)構(gòu)成的導體層4。導體層4的表面鍍銀，由 銀薄膜覆蓋，所以能抑制導體層4的變質(zhì)。接著，在工序(S40)中，如 圖5所示，在基底部件集合體的上面一側(cè)，在導體層4粘貼作為熱傳導性 接合片5的片狀熱傳導性丙烯酸系樹脂(厚度0.05mm)。而在工序(S110) (S140)中，形成反射體原材。首先，在工序(SllO) 中，如圖9A所示，準備作為板材ll的鋁板(厚度lmm)。在圖9A中， 圖示板材ll的側(cè)面，實際上，作為板材ll，準備在垂直于紙面的方向長 的材料。接著在工序(S120)中，通過使用壓紋模，在從上方下壓的方向 進行兩面壓紋成形的方法，在鋁板形成貫通孔部13和切斷用的槽12。這 里，貫通孔部13是圓錐面的一部分地形成，在圖9B所示的壓紋成形后的 剖面，貫通孔部13的直徑從圖的上側(cè)向下側(cè)減小。切斷用的槽12成為比 板材ll厚度更薄的區(qū)域。接著，在工序(S130)中，沿著切斷用的槽12 進行切割。這樣，在工序(S140)中，完成板狀的反射體原材。反射體原 材是在垂直于圖9C的紙面的方向長的板材，將沿著該方向在以后的工序 中切割而形成反射體6的多個部件接合一起形成該反射體原材。接著，在工序(S50)中，如圖6所示，在熱傳導性接合片5上接合 反射體原材。在該時刻，反射體原材是在垂直于圖6的紙面的方向長的板 材，具有在工序(S130)的切割中，沿著切斷用的槽12截斷之后的作為切削部剩余的凸部9。接著，在工序(S60)中，如圖7所示，在基底部件2的上面用作為 透明樹脂的環(huán)氧樹脂接合固定(裝配)半導體發(fā)光元件1。半導體發(fā)光元 件1被接合固定在按照形成反射體原材的圓錐面的一部分的方式形成的貫 通孔部13的內(nèi)側(cè)，所以該圓錐面的一部分成為反射體6的內(nèi)周面，因此， 能高效地把從半導體發(fā)光元件1產(chǎn)生的光向外部放出。接著，在工序(S70) 中，通過引線接合，使用導電線(導線)8連接半導體發(fā)光元件1的各電 極和對應的導體層4的焊盤(bondingpad)。然后，在工序(S80)中，如 圖8所示，使用分配器，在反射體6的內(nèi)部填充含有BOS類黃色熒光體 的透光性樹脂6 (例如硅樹脂)。接著在工序(S90)中，沿著反射體原材上形成的切斷用的槽(在垂 直于圖8的紙面的方向長的反射體原材中，在與圖8的剖面不同的剖面上 形成切斷用的槽，所以不圖示該切斷用的槽)，進行反射體原材和基底部 件集合體的切割。在金屬制的反射體原材上形成切斷用的槽，沿著切斷用 的槽進行切割，所以反射體原材的切斷寬度減小，能容易切割。因此，能 抑制切割工序中的不良品的產(chǎn)生，所以表面安裝型發(fā)光二極管10的成品 率不會降低，能提高生產(chǎn)性。這樣，在工序(S100)中，制作具有單個的 基底部件2和反射體6的圖1所示的單個的表面安裝型發(fā)光二極管10。須指出的是，在實施例1中，半導體發(fā)光元件1形成在同一面中具有 P、N電極的芯片狀，但是并不局限于該構(gòu)造，也可以是形成在兩側(cè)具有P、 N電極的芯片上的構(gòu)造。半導體發(fā)光元件1在與基底部件2接觸的一側(cè)的 背面一側(cè)具有電極時，在基底部件2的接合固定該半導體發(fā)光元件1的表 面，如果進行鍍金或者鍍銀的表面處理，則把半導體發(fā)光元件1接合固定 在基底部件2上的焊接就變得良好。在鍍銀時，光反射率高，光的外部取 出效率提高。此外，半導體發(fā)光元件l的襯底可以是絕緣體。半導體發(fā)光 元件1并不局限于氮化鎵類化合物半導體，當然可以使用ZnO (氧化鋅) 類化合物半導體、InGaAlP類、AlGaAs類化合物半導體。用這些任意的構(gòu) 造，能把半導體發(fā)光元件1安裝在基底部件2上。進而，能把多個半導體發(fā)光元件1安裝在基底部件2上。如果安裝多 個同色的半導體發(fā)光元件1，就能取得高輸出光源。此外，例如如果分別安裝一個或者相同數(shù)量的藍色、綠色、紅色類LED芯片等半導體發(fā)光元件，通過調(diào)整對各LED芯片的電流分配，當然能取得白色等的可調(diào)色的 光源。(第二實施方式)第二實施方式的表面安裝型發(fā)光二極管20和上述的第一實施方式的 表面安裝型發(fā)光二極管10具有基本相同的結(jié)構(gòu)。可是，在第二實施方式 中，與第一實施方式的不同點在于，絕緣層3和導體層4的構(gòu)造成為圖11 所示的結(jié)構(gòu)。具體而言，構(gòu)成表面安裝型發(fā)光二極管20的反射體6例如形成貫通 孔的形狀為長徑2mm、短徑0.8mm的橢圓形。在反射體6的隔著熱傳導 性接合片5而與基底部件2接觸的面以外的表面，隔著絕緣層3層疊導體 層4。半導體發(fā)光元件1和導體層4通過導線8而電連接。通過連接在導 體層4上的外部連接端子部81、 82，從外部把用于使半導體發(fā)光元件1 發(fā)光的電流提供給半導體發(fā)光元件1。關于表面安裝型發(fā)光二極管20的其 他結(jié)構(gòu)，如第一實施方式中所述，所以不重復該說明。下面，說明圖10所示的表面安裝型發(fā)光二極管20的制造工序。如圖 12所示，首先在工序(S10)中，作為基底部件集合體，準備厚度0.5mm 的板狀的鋁。接著在工序(S20)中，在基底部件集合體的上面粘貼作為 熱傳導性接合片5的薄板狀的熱傳導性硅(厚度0.05mm)。而在工序(S110) (S140)中，形成反射體原材。形成反射體原材的工序(S110) ~ (S140) 如實施例1中所述。接著在工序(S30)中，在熱傳導性接合片5上接合反射體原材。接 著在工序(S40)中，在反射體原材的上面，通過CVD (Chemical Vapor Deposition)法，層疊作為絕緣層3的二氧化硅層(厚度0.1mm)。接著， 在工序(S50)中，在絕緣層3的表面，使用電鍍，形成作為金屬布線圖 案導體的銅薄膜(厚度0.035mm)，再使用鍍銀法，層疊由銀薄膜(厚度 0.005mm)構(gòu)成的導體層4。關于工序(S60)以后的工序，如實施例1中 所述，所以不重復該說明。須指出的是，在第一實施方式到第二實施方式的說明中，描述把一塊 鋁板材作為原材料制成基底部件2和反射體6的例子，但是，也可以在金屬材料的表面，通過電鍍加工，層疊其他金屬，組合多種金屬而形成。形 成基底部件2和反射體6的金屬材料并不局限于Al，還能使用散熱性和加工性優(yōu)異的Cu、 Fe、 Mg等，也可以為它們的復合體?？墒?，如果把基底 部件2和反射體6作為金屬的一體物形成，就如圖9所示，能容易制造， 能提高生產(chǎn)性，所以更理想。作為一體物形成時，基底部件2和反射體6 的材料并不局限于單質(zhì)的金屬，也可以是合金。關于反射體6的形狀，如圖13所示，將反射體6的除去作為光反射 面的內(nèi)周面的部分設置為凹凸形狀如凸部9那樣，也能成為散熱片那樣的 形狀。如果這樣，就能進一步促進從反射體6向外部的散熱，所以能進一 步提高散熱性。此外，反射體6的光反射面并不局限于圓錐面，也可以是 按照成為球面或者拋物面的一部分的方式形成反射體6，這時，能高效放 出從半導體發(fā)光元件1產(chǎn)生的光。絕緣層3并不局限于二氧化硅，能通過熱傳導粘合材料把例如丙烯酸 系橡膠、環(huán)氧樹脂、硅等與基底部件2和導體層4接合而構(gòu)成絕緣層3。此外，也可以釆用熱傳導性接合片5與透光性樹脂7接觸的結(jié)構(gòu)。例 如，在圖1所示的表面安裝型發(fā)光二極管10中，如果采用除了半導體發(fā) 光元件1與導體層4引線接合的區(qū)域，在比反射體6的內(nèi)周壁更內(nèi)側(cè)也形 成熱傳導性接合片5的結(jié)構(gòu)，就能使熱傳導性接合片5與透光性樹脂7接 觸。這時，透光性樹脂7中散發(fā)的熱通過熱傳導性接合片5向反射體6傳 導。因此，能更高效地把半導體發(fā)光元件l產(chǎn)生的熱向外部散熱。也可以把反射體6形成為熱傳導性接合片5和反射體6接合的面積增 大的形狀。例如，反射體6在與熱傳導性接合片5的接合部，能成形為圖 14所示的具有凹凸的形狀或者能成形為圖15所示的具有鋸齒狀的細的刻 紋的形狀。如果這樣，從熱傳導性接合片5向反射體6的熱傳導提高。因 此，能把半導體發(fā)光元件l產(chǎn)生的熱更高效地向外部散熱。此外，能提高 反射體6的接合強度。雖然已經(jīng)詳細描述和圖解了本發(fā)明，但是很顯然以上實施例只是本發(fā) 明的例示而已，并非對本發(fā)明的限定，本發(fā)明的范圍由附加的權(quán)利要求書 來限定。
權(quán)利要求
1.一種表面安裝型發(fā)光二極管，包括金屬制的基底部件；背面被接合固定在所述基底部件上的半導體發(fā)光元件；以及按照包圍所述半導體發(fā)光元件的方式在所述基底部件上隔著具有絕緣性的接合片而接合的金屬制的反射體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的表面安裝型發(fā)光二極管，其特征在于-在所述反射體的外周面形成具有比所述外周面的寬度更小寬度的凸部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的表面安裝型發(fā)光二極管，其特征在于 形成多個所述凸部。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的表面安裝型發(fā)光二極管，其特征在于所述基底部件由A1、 Cu、 Fe、 Mg中的至少任意一個以上或者它們的 復合體構(gòu)成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的表面安裝型發(fā)光二極管，其特征在于所述反射體由A1、 Cu、 Fe、 Mg中的至少任意一個以上或者它們的復 合體構(gòu)成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的表面安裝型發(fā)光二極管，其特征在于 具備多個所述半導體發(fā)光元件。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面安裝型發(fā)光二極管，其特征在于所述基底部件，包含將在所述基底部件上接合固定所述半導體發(fā)光元 件的部分和在所述基底部件上接合所述反射體的部分電絕緣的絕緣部件。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的表面安裝型發(fā)光二極管，其特征在于所述接合片是由熱傳導性硅、熱傳導性丙烯酸系樹脂、熱傳導性環(huán)氧 樹脂的至少任意一個以上或者它們的復合體構(gòu)成。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面安裝型發(fā)光二極管，其特征在于所述反射體的內(nèi)周面，按照成為圓錐面、球面、拋物面的任意一個的 一部分的方式形成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的表面安裝型發(fā)光二極管，其特征在于 所述基底部件至少在接合固定所述半導體發(fā)光元件的表面，進行鍍金或者鍍銀的表面處理。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面安裝型發(fā)光二極管，其特征在于 對所述基底部件的表面進行鍍金或者鍍銀的表面處理，形成與所述半導體發(fā)光元件電連接的導體層。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面安裝型發(fā)光二極管，其特征在于 在所述基底部件上，按照覆蓋所述半導體發(fā)光元件并且不與所述反射體接觸的方式設置透光性樹脂。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面安裝型發(fā)光二極管，其特征在于 在所述基底部件上，按照覆蓋所述半導體發(fā)光元件并且不與所述反射體接觸的方式設置透光性樹脂，所述透光性樹脂含有熒光體，該熒光體被所述半導體發(fā)光元件放出的 光激勵，且發(fā)出比所述半導體發(fā)光元件放出的光的波長更長的光。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面安裝型發(fā)光二極管，其特征在于 所述半導體發(fā)光元件是由氮化鎵類化合物半導體構(gòu)成的藍色類半導體發(fā)光元件；在所述基底部件上，按照覆蓋所述藍色類半導體發(fā)光元件并且不與所述反射體接觸的方式設置透光性樹脂；所述透光性樹脂含有熒光體，該熒光體在被所述藍色類半導體發(fā)光元 件放出的光激勵時發(fā)出黃色類的光。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面安裝型發(fā)光二極管，其特征在于.-所述反射體的與所述基底部件之間的接合面具有凹凸。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面安裝型發(fā)光二極管，其特征在于-所述反射體的與所述基底部件之間的接合面是鋸齒狀。
17. —種表面安裝型發(fā)光二極管的制造方法，包括在金屬制的基底部件集合體的表面的一部分按順序?qū)盈B形成絕緣層和導體層的工序；在金屬制的反射體原材上形成多個貫通孔部、和切斷用的槽的工序； 在所述基底部件集合體上隔著熱傳導性接合片接合所述反射體原材的工序；在所述多個貫通孔部的內(nèi)側(cè)，把多個半導體發(fā)光元件接合固定在所述基底部件集合體上的工序；將所述半導體發(fā)光元件和所述導體層電連接的工序；以及 沿著所述槽切割所述反射體原材和所述基底部件集合體，分割為具有單個基底部件和反射體的表面安裝型發(fā)光二極管的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種散熱性、可靠性和生產(chǎn)性優(yōu)異的表面安裝型發(fā)光二極管。該表面安裝型發(fā)光二極管(10)具有金屬制的基底部件(2)、背面接合固定在基底部件(2)上的半導體發(fā)光元件(1)、按照包圍半導體發(fā)光元件(1)的方式在基底部件(2)上隔著熱傳導性接合片(5)接合的金屬制的反射體(6)。從半導體發(fā)光元件(1)產(chǎn)生的熱通過基底部件(2)和熱傳導性接合片(5)向反射體(6)傳導，并從反射體(6)向外部散熱。反射體(6)是金屬制，所以能把從半導體發(fā)光元件(1)產(chǎn)生的熱高效向外部散熱。在反射體(6)設置切削部，如果沿著該切削部切割，就能容易切割，所以不會降低成品率，能提高生產(chǎn)性。
文檔編號H01L23/367GK101252164SQ200810074060
公開日2008年8月27日 申請日期2008年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月22日
發(fā)明者小西正宏, 幡俊雄, 森本泰司 申請人:夏普株式會社