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(lǐng)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(dǎo)體發(fā)光元件在AlInGaP或GaN等化合物半導(dǎo)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(yīng)用。特別是應(yīng)用范圍還擴(kuò)大到 重視散熱性和可靠性的車載領(lǐng)域中。在表面安裝型發(fā)光二極管中也開發(fā)響 應(yīng)這樣的要求的產(chǎn)品。例如在特開2006-165138號公報、特開2005-183531 號公報和特開2003-197474號公報中提出以往的表面安裝型發(fā)光二極管。如圖19所示，以往的表面安裝型發(fā)光二極管100由芯片襯底101、搭 載在芯片襯底101上的LED芯片102、包圍LED芯片102地形成在芯片 襯底101上的框狀部件103、填充在框狀部件103的凹陷部內(nèi)的模制樹脂 104構(gòu)成。芯片襯底101作為平坦的覆銅布線襯底，由耐熱性樹脂構(gòu)成，在其表 面具有芯片安裝盤105、連接盤107、從表面通過兩端緣轉(zhuǎn)入下面的表面 安裝用端子部106。而且，在芯片襯底101的芯片安裝盤105上接合LED 芯片102，并且對于相鄰的連接盤107，通過引線接合而電連接。模制樹脂104例如由環(huán)氧樹脂等透明樹脂構(gòu)成，填充在框狀部件103 的內(nèi)側(cè)的凹陷部，硬化。芯片襯底101例如為基于Any Layer AGSP (Advanced Grade Solid-bump Process)工法的二層構(gòu)造，由上方襯底和下 方襯底構(gòu)成。如圖20所示，其他以往的表面安裝型發(fā)光二極管200，具有引線框 201、半導(dǎo)體發(fā)光元件202、密封部件203和反射板205。引線框201，具有多個引線端子204a、 204b。半導(dǎo)體發(fā)光元件202芯片結(jié)合到引線框201 上。密封部件203，按照露出多個引線端子204a、 204b和半導(dǎo)體發(fā)光元件 202的方式，密封引線框201。反射板205安裝到密封部件203上，把由 半導(dǎo)體發(fā)光元件202發(fā)出的光向一個方向出射。多個引線端子中與芯片結(jié)合半導(dǎo)體發(fā)光元件202的引線框201的部分 連接的規(guī)定的引線端子204a向著反射板205所在的一側(cè)配置，并與反射 板205連接。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，與芯片結(jié)合半導(dǎo)體發(fā)光元件202的部分連接的 給定的引線端子204a與反射板205連接。據(jù)此，在半導(dǎo)體發(fā)光元件202 中產(chǎn)生的熱通過給定的引線端子204a確切地向反射板205傳導(dǎo)。結(jié)果， 能通過該反射板205高效地把向反射板205傳導(dǎo)的熱散熱。此外，提出了一種把在發(fā)光元件中產(chǎn)生的熱通過熱傳導(dǎo)性良好的陶瓷 襯底向反射板傳導(dǎo)，進(jìn)行散熱的半導(dǎo)體發(fā)光裝置。在圖19所示的以往的表面安裝型發(fā)光二極管100中，關(guān)于散熱，僅 是在小的芯片安裝盤105上配置芯片，以臺階狀與下部的半導(dǎo)體圖案連接。 芯片安裝盤105小，通過導(dǎo)電圖案108散熱，所以在該構(gòu)造中，存在無法 充分散熱的問題。此外，表面安裝型發(fā)光二極管100的框狀部件103由耐 熱性樹脂形成，所以具有來自框狀部件103的散熱差的問題。此外，關(guān)于構(gòu)造，芯片襯底101是由上方襯底和下方襯底構(gòu)成的二層 構(gòu)造，因為該構(gòu)造，所以芯片襯底101使中間存在連接盤107、導(dǎo)電圖案 108，在從上面轉(zhuǎn)入下面的表面安裝用端子部106進(jìn)行電布線連接。因此， 芯片襯底101有必要依次貫通構(gòu)成多層襯底的襯底，導(dǎo)通到下方襯底，成 為復(fù)雜的布線連接圖案。此外，在圖20所示的以往的表面安裝型發(fā)光二極管200中，與芯片 結(jié)合(die bonding)半導(dǎo)體發(fā)光元件202的部分連接的引線端子204a與反 射板205連接。因為該接觸面積小，所以產(chǎn)生在半導(dǎo)體發(fā)光元件202中產(chǎn) 生的熱無法通過引線端子204a可靠地傳導(dǎo)給反射板205的問題。此外， 考慮到樹脂制的密封部件203上的反射板205是板狀，無法充分地高效地 散熱的問題。結(jié)果，具有傳導(dǎo)到反射板205的熱無法由該反射板205高效 地散熱的問題。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)光二極管包括絕緣性的基底部件、背面接合固 定在基底部件上的半導(dǎo)體發(fā)光元件、以及按照包圍半導(dǎo)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而接合的金屬制的反射體。這時，從半導(dǎo)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(dǎo)，從反射體向外部散熱。并且， 一部分的熱通過基底部件向外部散熱。 反射體是金屬制，所以能高效把從半導(dǎo)體發(fā)光元件產(chǎn)生的熱向外部散熱， 此外，能把從半導(dǎo)體發(fā)光元件產(chǎn)生的光高效向外部放出。例如可以在金屬 材料的表面，通過電鍍加工，層疊其他金屬，組合多個金屬，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，優(yōu)選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(shè)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(shè)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(jìn)一步促進(jìn)從 反射體向外部的散熱，所以能進(jìn)一步提高散熱性。此外，基底部件是由玻璃環(huán)氧樹脂、氧化鋁、環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、A1N中的至少任意一個以上或者由它們的復(fù)合體構(gòu)成。這些材料是廉價的， 加工容易，所以能容易地切割。此外，反射體是由A1、 Cu、 Fe、 Mg中的至少任意一個以上或者由它 們的復(fù)合體構(gòu)成。這些材料熱傳導(dǎo)率高，所以能成為從半導(dǎo)體發(fā)光元件產(chǎn) 生的熱向外部的散熱性更好的反射體。此外，這些材料的加工性也良好， 所以容易制作。此外，在基底部件上，按照覆蓋半導(dǎo)體發(fā)光元件并且不與反射體接觸 的方式設(shè)置透光性樹脂。這時，覆蓋半導(dǎo)體發(fā)光元件，與外氣隔斷以用于保護(hù)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(dǎo)體 發(fā)光元件向透光性樹脂的熱傳導(dǎo)，產(chǎn)生透光性樹脂的膨脹和收縮，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，能用熱膨脹系數(shù)不同的材料構(gòu)成基底部件和反射體。此外，透光性樹脂含有熒光體，該熒光體由半導(dǎo)體發(fā)光元件放出的光 激勵，發(fā)出比半導(dǎo)體發(fā)光元件放出的光更長波長的光。例如，優(yōu)選半導(dǎo)體 發(fā)光元件是由氮化鎵類化合物構(gòu)成的藍(lán)色類半導(dǎo)體發(fā)光元件，透光性樹脂 含有熒光體，該熒光體在由藍(lán)色類半導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)體發(fā)光元件。此外，在表面安裝型發(fā)光二極管中設(shè)置多個半導(dǎo)體發(fā)光元件。這時， 能取得高輸出光源。此外，例如如果分別安裝一個藍(lán)色、綠色、紅色類 LED芯片等半導(dǎo)體發(fā)光元件，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，接合片是熱傳導(dǎo)性接合片。這時，接合片的表示一個物質(zhì)內(nèi)的 熱傳導(dǎo)容易程度的值即熱傳導(dǎo)率比較高(例如1.0W/m'K以上)。因此， 熱容易從接合片傳導(dǎo)到金屬制的反射體，所以能把從半導(dǎo)體發(fā)光元件產(chǎn)生 的熱高效散熱到外部。此外，能把反射體通過熱傳導(dǎo)性接合片向基底部件 接合，所以表面安裝型發(fā)光二極管的制作變得容易。此外，優(yōu)選透光性樹脂和熱傳導(dǎo)性接合片接觸。這時，從半導(dǎo)體發(fā)光 元件產(chǎn)生，在透光性樹脂中散熱的熱通過熱傳導(dǎo)性接合片向金屬制的反射 體傳導(dǎo)，所以能進(jìn)一步高效散熱。此外，優(yōu)選熱傳導(dǎo)性接合片由熱傳導(dǎo)性硅、熱傳導(dǎo)性丙烯酸系樹脂、 熱傳導(dǎo)性環(huán)氧樹脂中的至少任意一個以上或者它們的復(fù)合體構(gòu)成。這些材 料熱傳導(dǎo)率高，所以能高效地把從半導(dǎo)體發(fā)光元件產(chǎn)生，在透光性樹脂中 散熱的熱散熱。這里，對熱傳導(dǎo)性接合片填充熱傳導(dǎo)性裝填物，作為填充 材料，能使用熱傳導(dǎo)好的氧化硅、氧化鋁、氧化鎂、氫氧化率等。此外， 作為熱傳導(dǎo)性接合片，也考慮按順序?qū)盈B熱傳導(dǎo)性粘合材料、鋁箔和熱傳 導(dǎo)粘合材料的結(jié)構(gòu)、按順序?qū)盈B熱傳導(dǎo)粘合材料、熱傳導(dǎo)性化合物和熱傳導(dǎo)粘合材料的結(jié)構(gòu)。此外，優(yōu)選反射體的內(nèi)周面按照成為圓錐面、球面、拋物面中的任意 一種的一部分的方式形成。這時，能高效地放出從半導(dǎo)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(dǎo)體發(fā)光元件的表面，進(jìn)行鍍 金或者鍍銀的表面處理。這時，把半導(dǎo)體發(fā)光元件接合固定在基底部件上 的結(jié)合變得良好。此外，對于鍍銀來說，光反射率高，從半導(dǎo)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，優(yōu)選對基底部件的表面進(jìn)行鍍金或者鍍銀的表面處理，形成與 半導(dǎo)體發(fā)光元件電連接的導(dǎo)體層。這時，能抑制導(dǎo)體層的變質(zhì)。此外，反射體的與基底部件之間的接合面具有凹凸，或者是鋸齒狀。 這時，從接合片向反射體的熱傳導(dǎo)提高。因此，能把半導(dǎo)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(qiáng)度。此外，延伸到比反射體的內(nèi)周壁更內(nèi)側(cè)，形成接合片。這時，從半導(dǎo) 體發(fā)光元件產(chǎn)生的熱通過接合片和導(dǎo)體層等2個部件傳導(dǎo)到反射體，所以 能更高效地散熱。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反射體 原材上形成多個貫通孔部、和切斷用的槽的工序。此外，具有在絕緣性的 基底部件集合體上隔著熱傳導(dǎo)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)部，把多個半導(dǎo)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 割為具有單個的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，因為反射體是金屬制，所以能高效把從半導(dǎo)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(dǎo)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(shè)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。根據(jù)以下與附圖結(jié)合的本發(fā)明的詳細(xì)的描述，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 的一部分的示意圖。圖2是表示半導(dǎo)體發(fā)光元件產(chǎn)生的熱的傳導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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)視圖。圖9B是壓紋成形后的剖視圖。圖9C是反射體原材的剖視圖。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是表示第三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12是表示第四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13是表示第五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14是表示圖13所示的表面安裝型發(fā)光二極管的俯視圖。 圖15是表示圖13所示的XV-XV線的剖面的表面安裝型發(fā)光二極管 的剖面示意圖。圖16是表示第六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17是表示第六實施方式的表面安裝型發(fā)光二極管的變形例的剖面 構(gòu)造的一部分的示意圖。圖18是表示反射體的形狀的變形例的表面安裝型發(fā)光二極管的變形 例的剖面構(gòu)造的一部分的示意圖。圖19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。圖20是表示以往的表面安裝型發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的例子的立體圖。
具體實施方式
以下，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(dāng)?shù)牟糠指杜c同一的參照符號，不重復(fù)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(dǎo)體發(fā)光元件1、基底部 件2、導(dǎo)體層3、熱傳導(dǎo)性接合片4、具有凸部9的反射體5、含有熒光體 的透光性樹脂6、導(dǎo)線7構(gòu)成?；撞考?由玻璃環(huán)氧樹脂構(gòu)成，形成板狀。半導(dǎo)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的接合固定半導(dǎo)體發(fā)光元件1 的表面即上面層疊成為金屬布線圖案導(dǎo)體的導(dǎo)體層3，在該導(dǎo)體層3的一 部分區(qū)域?qū)盈B具有絕緣性的熱傳導(dǎo)性接合片4，在熱傳導(dǎo)性接合片4上設(shè) 置反射體5。即反射體5在基底部件2的上面，按照包圍半導(dǎo)體發(fā)光元件 l的方式，隔著熱傳導(dǎo)性接合片4接合反射體5。反射體5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5在外周面具有為了使切割變得容易而使用的 切削部剩余凸部9。凸部9具有比反射體5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(dǎo)體發(fā)光元件1的表 面)的方向的尺寸。即在反射體5的剖面中，如圖l所示，反射體5的厚 度方向(圖1的上下方向)的凸部9的尺寸比反射體5的厚度更小。此外， 將反射體5的內(nèi)周壁進(jìn)行鏡面加工。反射體5是缽狀，其內(nèi)周壁被鏡面加 工，所以從半導(dǎo)體發(fā)光元件1產(chǎn)生的光由反射體5反射，高效向外部放出。此外，在基底部件2的上面的比反射體5更內(nèi)側(cè)搭載半導(dǎo)體發(fā)光元件 1，半導(dǎo)體發(fā)光元件1由硅樹脂構(gòu)成的透光性樹脂6覆蓋。透光性樹脂6 含有如果由來自半導(dǎo)體發(fā)光元件的光激勵，就發(fā)出黃色類的光的熒光體， 且分散保持該熒光體。半導(dǎo)體發(fā)光元件1是由氮化鎵類化合物半導(dǎo)體構(gòu)成的藍(lán)色類的半導(dǎo)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(dǎo)體發(fā)光元件1發(fā)光，就發(fā)出藍(lán)色類的光。這時，通過藍(lán)色類的光 由透光性樹脂6中分散保持的熒光體吸收而取得的黃色類的光、與未由熒光體吸收的藍(lán)色類的光的混色，取得白色類的光。這里，透光性樹脂6的 形狀也可以形成向著遠(yuǎn)離基底部件2的表面的一側(cè)隆起的凸透鏡狀。這里， 藍(lán)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(lán)色 類的光更長波長的光。這里，透光性樹脂6和反射體5不接觸。因此，不會發(fā)生由于從半導(dǎo) 體發(fā)光元件1產(chǎn)生的熱，產(chǎn)生透光性樹脂6的膨脹和收縮，透光性樹脂6 從反射體5剝離的問題，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和反射體在圖2中，箭頭a、 b、 c、 d表示熱的傳導(dǎo)。如圖2所示，半導(dǎo)體發(fā) 光元件1產(chǎn)生的熱如箭頭a、 b那樣向半導(dǎo)體發(fā)光元件1傳導(dǎo)。向基底部 件2傳導(dǎo)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(dǎo)性接合片4向反射體5傳導(dǎo)。向反射體5傳導(dǎo)的熱如箭 頭d那樣，向外部散熱。反射體5是A1制，熱傳導(dǎo)率高，所以能變?yōu)楦咝О褟陌雽?dǎo)體發(fā)光元 件1產(chǎn)生的熱向外部散熱的散熱性好的反射體5。在反射體5形成凸部9, 反射體5的表面積增大，所以能更高效地散熱。此外，反射體5隔著熱傳 導(dǎo)性接合片4與基底部件2接合，所以熱容易傳導(dǎo)給A1制的反射體5，能 高效地把從半導(dǎo)體發(fā)光元件1產(chǎn)生的熱散熱到外部。熱傳導(dǎo)性接合片4當(dāng) 然使用熱傳導(dǎo)性好的材料，例如作為熱傳導(dǎo)性接合片4，能使用熱傳導(dǎo)性 硅、熱傳導(dǎo)性丙烯酸系樹脂、熱傳導(dǎo)性環(huán)氧樹脂的至少任意一個或者把它 們層疊為層狀而構(gòu)成的復(fù)合體。能高效把從半導(dǎo)體發(fā)光元件1產(chǎn)生的熱向外部散熱，所以半導(dǎo)體發(fā)光 元件1的溫度降低，覆蓋半導(dǎo)體發(fā)光元件1的透光性樹脂6的溫度也保持 很低。因此，能抑制在透光性樹脂6中分散保持的熒光體暴露在半導(dǎo)體發(fā) 光元件l的高溫中引起的透光性樹脂6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io產(chǎn)生的顏色的偏移。作為在透光性樹脂6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6中含 有熒光體，但是作為表面安裝型發(fā)光二極管10，當(dāng)然也可以是只用不含有 熒光體的透光性樹脂6密封半導(dǎo)體發(fā)光元件1的結(jié)構(gòu)。透光性樹脂6是硅 樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸系樹脂、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(fù)合體。從半導(dǎo)體發(fā)光元件1產(chǎn)生的熱的一部 分通過透光性樹脂6向外部散熱，所以更理想的是散熱性好(例如熱傳導(dǎo) 率0.3W/m，K以上)的透光性樹脂6。此外，從半導(dǎo)體發(fā)光元件1產(chǎn)生的光因為反射體5由金屬(Al)形成， 所以高效向外部放射。反射體5由A1形成，在反射體5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(dǎo)性接合片4接合基底部件2和反射體5，制作， 所以制作變得容易。下面，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(zhǔn)備厚度lmm的 板狀的玻璃環(huán)氧樹脂。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(dǎo)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，在基底部件集合體的表面層 疊導(dǎo)體層3，該導(dǎo)體層3，由作為金屬布線導(dǎo)體的銅(厚度0.035mm)，進(jìn) 而使用鍍金法形成的金薄膜(厚度0.005mm)構(gòu)成。導(dǎo)體層3的表面鍍金， 由金薄膜覆蓋，所以能抑制導(dǎo)體層3的變質(zhì)。接著，在工序(S30)中， 如圖5所示，在基底部件集合體的上面，在導(dǎo)體層3上粘貼作為熱傳導(dǎo)性 接合片4的熱傳導(dǎo)性丙烯酸系樹脂(厚度0.1mm)。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(zhǔn)備作為板材ll的鋁板(厚度0.8mm)。在圖9A中， 圖示板材ll的側(cè)面，實際上，作為板材ll，準(zhǔn)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，從上方下壓的方向進(jìn) 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按照成為圓錐面的一部分的方式形成，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。接著，在工序(S130)中，沿著切斷用的槽12進(jìn)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，沿著該方向，多個在以后的工序中切割從而形成反射體5的部件結(jié) 合一起。接著，在工序(S40)中，如圖6所示，在熱傳導(dǎo)性接合片4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(S50)中，如圖7所示，在基底部件2的上面用透明 環(huán)氧樹脂接合固定(裝配)半導(dǎo)體發(fā)光元件l。半導(dǎo)體發(fā)光元件l接合固 定在按照成為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5的內(nèi)周面，因此，能高效把從 半導(dǎo)體發(fā)光元件1產(chǎn)生的光向外部放出。接著，在工序(S60)中，通過 引線接合，使用導(dǎo)線7連接半導(dǎo)體發(fā)光元件1的各電極和對應(yīng)的導(dǎo)體層3 的焊盤。然后，在工序(S70)中，如圖8所示，使用分配器，在反射體5 的內(nèi)部填充含有YAG類熒光體的透光性樹脂6。接著在工序(S80)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(jìn)行反射體原材和基底部 件集合體的切割。這樣，在工序(S90)中，制作具有單個的基底部件2 和反射體5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，在第一實施方式中，半導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)體發(fā)光元 件1的表面，如果進(jìn)行鍍金或合固定在基底部件2上的結(jié)合就變得良好。在鍍銀時，光反射率高，光的 外部取出效率提高。此外，半導(dǎo)體發(fā)光元件l的襯底可以是絕緣體、導(dǎo)體 中的任一種。半導(dǎo)體發(fā)光元件l并不局限于氮化鎵類化合物半導(dǎo)體，當(dāng)然可以使用ZnO (氧化鋅)類化合物半導(dǎo)體、InGaAlP類、AlGaAs類化合 物半導(dǎo)體。用這些任意的構(gòu)造，能把半導(dǎo)體發(fā)光元件1安裝在基底部件2 上。能把多個半導(dǎo)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(dǎo)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(lán)色 綠色 紅色類LED芯片等半導(dǎo)體發(fā)光元件，通 過調(diào)整向各LED芯片的電流分配，當(dāng)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)?？墒?，在第二實施方式 中，與第一實施方式的不同點(diǎn)在于，半導(dǎo)體發(fā)光元件l的接合固定成為圖 IO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的基底部件2由厚度0.8mm 的氧化鋁制作。在基底部件2的上面，通過例如厚度0.05mm的銅薄膜， 層疊成為金屬布線圖案導(dǎo)體的導(dǎo)體層3、8，半導(dǎo)體發(fā)光元件1接合固定(裝 配)在導(dǎo)體層8上。厚度lnun的Al制的反射體5例如形成最小內(nèi)徑2mm 左右、最大內(nèi)徑2.4mm左右的缽狀，隔著厚度0.05mm的熱傳導(dǎo)性硅薄板 與導(dǎo)體層3、 8接合。透光性樹脂6含有B0S類黃色熒光體。關(guān)于表面安裝型發(fā)光二極管20的制造方法，在圖3所示的工序(S50) 中，半導(dǎo)體發(fā)光元件1接合固定在由厚度0.05mm的銅薄膜構(gòu)成的導(dǎo)體層 8上。接著，在工序(S60)中，把半導(dǎo)體發(fā)光元件1的一個電極與對應(yīng)的 導(dǎo)體層3的焊盤連接，把半導(dǎo)體發(fā)光元件1的其他電極與對應(yīng)的導(dǎo)體層8 的焊盤連接。然后，在工序(S70)中，使用分配器涂敷含有BOS類黃色 熒光體的透光性樹脂6。半導(dǎo)體發(fā)光元件1的襯底可以是絕緣體、導(dǎo)體中的任一種，但是半導(dǎo) 體發(fā)光元件1的襯底是導(dǎo)體時，在導(dǎo)體層8上接合固定半導(dǎo)體發(fā)光元件1， 通過引線接合，把半導(dǎo)體發(fā)光元件1的一個電極連接在對應(yīng)的導(dǎo)體層3的焊盤上。須指出的是，關(guān)于表面安裝型發(fā)光二極管20的其他結(jié)構(gòu)和制造 工序，如第一實施方式中所述，所以不重復(fù)該說明。 (第三實施方式)第三實施方式的表面安裝型發(fā)光二極管30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)?？墒牵诘谌龑嵤┓绞?中，與第一實施方式的不同點(diǎn)在于，熱傳導(dǎo)性接合片4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30的基底部件2由厚度0.8mm 的玻璃環(huán)氧樹脂制作。在基底部件2的上面，層疊例如厚度0.04mm的銅 薄膜，以及使用鍍銀法形成的銀薄膜(厚度0.005mm)從而形成成為金屬 布線圖案導(dǎo)體的導(dǎo)體層3。形成厚度lmm、最小內(nèi)徑2.2mm左右、最大 2.6mm左右的缽狀的Al制的反射體5隔著厚度0.15mm的熱傳導(dǎo)性環(huán)氧 樹脂薄板接合在導(dǎo)體層3上。透光性樹脂6含有BOS類黃色熒光體。這里，作為熱傳導(dǎo)性接合片4的熱傳導(dǎo)性環(huán)氧樹脂薄板在比反射體5 內(nèi)周壁更內(nèi)側(cè)也形成。即熱傳導(dǎo)性接合片4和反射體5的與熱傳導(dǎo)性接合 片4接觸的面沒必要一定為相同的形狀。熱傳導(dǎo)性接合片4也可以形成在 比反射體5內(nèi)周壁更內(nèi)側(cè)。通過這樣的熱傳導(dǎo)性接合片4的結(jié)構(gòu)，從半導(dǎo) 體發(fā)光元件1產(chǎn)生的熱通過熱傳導(dǎo)性接合片4和導(dǎo)體層3的2個部件傳導(dǎo) 給反射體5，從反射體5散熱到外部。關(guān)于表面安裝型發(fā)光二極管30的制造方法，在圖3所示的工序(S120) 中，通過使用模具在從上方下壓的方向進(jìn)行兩面壓紋成形的方法，在鋁板 上形成貫通孔部和切斷用的槽。此外，在工序(S70)中，使用分配器填 充含有BOS類黃色熒光體的透光性樹脂6。須指出的是，關(guān)于表面安裝型發(fā)光二極管30的其他結(jié)構(gòu)和制造工序， 如第一實施方式中所述，所以不重復(fù)該說明。 (第四實施方式)第四實施方式的表面安裝型發(fā)光二極管40和上述的第二實施方式的 表面安裝型發(fā)光二極管20具有基本相同的結(jié)構(gòu)?？墒牵诘谒膶嵤┓绞?中，與第一實施方式的不同點(diǎn)在于，半導(dǎo)體發(fā)光元件1成為圖12所示的 結(jié)構(gòu)。具體而言，半導(dǎo)體發(fā)光元件1是由氮化鎵類化合物半導(dǎo)體構(gòu)成的藍(lán)色 類的半導(dǎo)體發(fā)光元件，在接合固定在導(dǎo)體層8上的面即上面具有P、 N電極的一方，在與下面相反一側(cè)的面即上面具有另一方。使用導(dǎo)線7連接半 導(dǎo)體發(fā)光元件1的上面一側(cè)的電極、對應(yīng)的導(dǎo)體層3的焊盤。此外，構(gòu)成表面安裝型發(fā)光二極管40的基底部件2由厚度lmm的氧 化鋁制作。在基底部件2的上面，通過例如厚度0.025mm的銅薄膜，再使 用鍍金法形成的金薄膜(厚度0.008mm)層疊形成成為金屬布線圖案導(dǎo)體 的導(dǎo)體層3。厚度0.8mm的Al制的反射體5隔著厚度0.08mm的熱傳導(dǎo) 性丙烯酸系樹脂與導(dǎo)體層3接合。透光性樹脂6含有YAG類熒光體。關(guān)于表面安裝型發(fā)光二極管40的制造方法，在圖3所示的工序(S50) 中，半導(dǎo)體發(fā)光元件1由銀膏接合固定在導(dǎo)體層8上。接著，在工序(S60) 中，把半導(dǎo)體發(fā)光元件1的上面一側(cè)的電極與對應(yīng)的導(dǎo)體層3的焊盤連接， 然后，在工序(S70)中，使用分配器填充含有YAG類熒光體的透光性樹 脂6。須指出的是，關(guān)于表面安裝型發(fā)光二極管40的其他結(jié)構(gòu)和制造工序， 如第一和第二實施方式中所述，所以不重復(fù)該說明。 (第五實施方式)第五實施方式的表面安裝型發(fā)光二極管50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)?？墒?，在第五實施方式 中，與第一實施方式的不同點(diǎn)在于，熱傳導(dǎo)性接合片4成為圖13 圖15 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50的熱傳導(dǎo)性接合片4在比 反射體5內(nèi)周壁更內(nèi)側(cè)也形成。即如圖14和圖15所示，除了半導(dǎo)體發(fā)光 元件1與導(dǎo)體層3引線接合的區(qū)域，形成熱傳導(dǎo)性接合片4，熱傳導(dǎo)性接 合片4與透光性樹脂6接觸。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，從半導(dǎo)體發(fā)光元件1產(chǎn)生的熱 如圖2所示，通過基底部件2、導(dǎo)體層3和熱傳導(dǎo)性接合片4向反射體5 傳導(dǎo)，如圖13中的箭頭所示，向透光性樹脂6中散熱的熱能經(jīng)由熱傳導(dǎo) 性接合片4向反射體5傳導(dǎo)。因此，能把半導(dǎo)體發(fā)光元件1產(chǎn)生的熱更高 效地向外部散熱。須指出的是，關(guān)于表面安裝型發(fā)光二極管50的其他結(jié)構(gòu)和制造工序，如第一實施方式中所述，所以不重復(fù)該說明。 (第六實施方式)第六實施方式的表面安裝型發(fā)光二極管60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)?？墒?，在第六實施方式 中，與第一實施方式的不同點(diǎn)在于，熱傳導(dǎo)性接合片4和反射體5的構(gòu)造 成為圖16所示的結(jié)構(gòu)。具體而言，厚度lmm的Cu制的反射體5在與熱傳導(dǎo)性接合片4的接 合部，成形為具有凹凸的形狀。在反射體5的表面的至少與半導(dǎo)體發(fā)光元 件1相對的內(nèi)周面層疊厚度0.008mm的銀箔。從半導(dǎo)體發(fā)光元件1產(chǎn)生的 熱如圖2所示，通過基底部件2、導(dǎo)體層3和熱傳導(dǎo)性接合片4向反射體 5傳導(dǎo)，但是根據(jù)第六實施方式的結(jié)構(gòu)，熱傳導(dǎo)性接合片4和反射體5接 合的面積增大，所以從熱傳導(dǎo)性接合片4向反射體5的熱傳導(dǎo)提高。因此， 能把半導(dǎo)體發(fā)光元件1產(chǎn)生的熱更高效地向外部散熱。此外，能提高反射 體5的接合強(qiáng)度。在圖17中，反射體5在與熱傳導(dǎo)性接合片4的接合部，成形為具有 鋸齒狀的細(xì)的刻紋的形狀。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，與圖16同樣，熱傳導(dǎo)性接合片4 和反射體5接合的面積增大，所以從熱傳導(dǎo)性接合片4向反射體5的熱傳 導(dǎo)提高，能把半導(dǎo)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5的接合強(qiáng)度。須指出的是，關(guān)于表面安裝型發(fā)光二極管60、 70的其他結(jié)構(gòu)和制造工序，如第一實施方式中所述，所以不重復(fù)該說明。須指出的是，在第一實施方式 第五實施方式的說明中，描述把一塊 鋁板材作為原材，生成反射體5的例子，但是也可以例如在金屬材料的表 面，通過電鍍加工，層疊其他金屬，組合形成多個金屬。形成反射體5的 金屬材料并不局限于A1，能使用散熱性和加工性優(yōu)異的Cu、 Fe、 Mg等， 或者為它們的復(fù)合體。可是，如果把反射體5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，反射體5的材料并不局限于單質(zhì)的金屬，也可以是合金。關(guān)于反射體5的形狀，如圖18所示，例如把反射體5的除去作為光 反射面的內(nèi)周面以外的部分設(shè)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(jìn)一步促進(jìn)從反射體5向外部的散熱，所以能進(jìn)一步提高散熱性。此外，反射體5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5，這時，
能高效放出從半導(dǎo)體發(fā)光元件1產(chǎn)生的光。
此外，基底部件2的材料并不局限于第一實施方式所示的玻璃環(huán)氧或 者第二實施方式所示的氧化鋁，也可以是其他A1N等陶瓷材料、環(huán)氧樹脂、 聚酰亞胺等樹脂材料、或者這些材料的復(fù)合體。
雖然已經(jīng)詳細(xì)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) 明的例示而己，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，包括絕緣性的基底部件；背面接合固定在所述基底部件上的半導(dǎo)體發(fā)光元件；以及按照包圍所述半導(dǎo)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是由玻璃環(huán)氧樹脂、氧化鋁、環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、A1N 中的至少任意一個以上或者由它們的復(fù)合體構(gòu)成。
5. 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是由A1、 Cu、 Fe、 Mg中的至少任意一個以上或者由它們 的復(fù)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 在所述基底部件上，按照覆蓋所述半導(dǎo)體發(fā)光元件并且不與所述反射體接觸的方式設(shè)置透光性樹脂。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的表面安裝型發(fā)光二極管，其特征在于在所述基底部件上，按照覆蓋所述半導(dǎo)體發(fā)光元件并且不與所述反射體接觸的方式設(shè)置透光性樹脂；所述透光性樹脂，含有熒光體，該熒光體在被所述半導(dǎo)體發(fā)光元件放 出的光激勵時，發(fā)出比所述半導(dǎo)體發(fā)光元件放出的光更長波長的光。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的表面安裝型發(fā)光二極管，其特征在于所述半導(dǎo)體發(fā)光元件是由氮化鎵類化合物半導(dǎo)體構(gòu)成的藍(lán)色類半導(dǎo)體發(fā)光元件；在所述基底部件上，按照覆蓋所述藍(lán)色類半導(dǎo)體發(fā)光元件并且不與所述反射體接觸的方式設(shè)置透光性樹脂；所述透光性樹脂含有熒光體，該熒光體在由所述藍(lán)色類半導(dǎo)體發(fā)光元 件放出的光激勵時，發(fā)出黃色類的光。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面安裝型發(fā)光二極管，其特征在于具有多個所述半導(dǎo)體發(fā)光元件。
10. 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.-所述接合片是熱傳導(dǎo)性接合片。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的表面安裝型發(fā)光二極管，其特征在于 所述熱傳導(dǎo)性接合片是由熱傳導(dǎo)性硅、熱傳導(dǎo)性丙烯酸系樹脂、熱傳導(dǎo)性環(huán)氧樹脂中的至少任意一個以上或者它們的復(fù)合體構(gòu)成。
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(dǎo)體發(fā)光元件并且不與所述反射體接觸的方式設(shè)置透光性樹脂；所述接合片是熱傳導(dǎo)性接合片； 所述透光性樹脂和所述熱傳導(dǎo)性接合片接觸。
13. 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的內(nèi)周面，按照成為圓錐面、球面、拋物面中的任意一種 的一部分的方式形成。
14. 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(dǎo)體發(fā)光元件的表面，進(jìn)行鍍金或者鍍銀的表面處理。
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 對所述基底部件的表面進(jìn)行鍍金或者鍍銀的表面處理，形成與所述半導(dǎo)體發(fā)光元件電連接的導(dǎo)體層。
16. 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 所述反射體的與所述基底部件之間的接合面具有凹凸。
17. 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的接合面是鋸齒狀。
18. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的表面安裝型發(fā)光二極管，其特征在于延伸到比反射體的內(nèi)周壁更內(nèi)側(cè)，形成所述接合片。 19. 一種表面安裝型發(fā)光二極管的制造方法，包括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； 在絕緣性的基底部件集合體上隔著熱傳導(dǎo)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(dǎo)體發(fā)光元件接合固定在所述基底部件集合體上的工序；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 單個的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)具有絕緣性的基底部件(2)、背面接合固定在基底部件(2)上的半導(dǎo)體發(fā)光元件(1)、按照包圍半導(dǎo)體發(fā)光元件(1)的方式在基底部件(2)上隔著熱傳導(dǎo)性接合片(4)而接合的金屬制的反射體(5)。從半導(dǎo)體發(fā)光元件(1)產(chǎn)生的熱通過基底部件(2)和熱傳導(dǎo)性接合片(4)向反射體(5)傳導(dǎo)，從反射體(5)向外部散熱。反射體(5)是金屬制，所以能把從半導(dǎo)體發(fā)光元件(1)產(chǎn)生的熱高效向外部散熱。在反射體(5)設(shè)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H01L33/32GK101252165SQ20081007407
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