半导体发光器件及其制造方法技术

提供一种通过简单的工艺制造高质量半导体发光器件（１１０）的方法，该半导体发光器件（１１０）具有由均匀厚度的树脂形成的荧光层环绕并因而被其覆盖的半导体发光元件（１０１）。至少两个半导体发光元件（１０１）以预定的间隔结合到衬底（１０２）。随后，第一树脂（１０３）作为荧光层在衬底（１０２）的整个表面上基本上平行于半导体发光元件（１０１）的顶部表面成型，以覆盖半导体发光元件（１０１）。在第一树脂（１０３）固化后，第一树脂（１０３）至少部分被划割。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有发光元件的，所述 发光元件被具有均匀厚度并包含混入其中的荧光物质的树脂区域围绕。
技术介绍
目前正在研究和开发采用如发光二极管(LED)这样的发光元件并发 出高质量白光的半导体发光器件。 一种产生上述白光的方法是使用红色、 蓝色、绿色、黄色等颜色的荧光物质。更具体地，如果一个发射蓝光的半 导体发光元件发出的一部分光被荧光物质吸收并转化波长以发射红光和 绿光，那么经荧光物质生成的这两种颜色的光和发光元件发出的蓝光混合 而发出白光。一种这样的使用荧光物质的半导体发光器件的构成如图9所示。结合 在引线框架905上的半导体发光元件902被附加到封装906上，该封装 906具有一由高反射率的白色树脂构成的反射器904。半导体发光元件902 被一混有荧光物质的树脂901密封。发光元件902由导电线903键合 (bond)并电连接。目前，发射白光的这种半导体发光器件可用于照相机、 液晶显示器的背光等照明器件。然而，图9所示的这种半导体发光器件在不同角度下看时其提供的白 光在色度上会有变化。这是因为产生了如下的现象半导体发光元件902 在不同方向上发光。从而光沿着不同的路径前进，并穿过树脂901前进不 同的距离。光在穿过树脂901的厚部分时要比穿过树脂901的薄部分时被 吸收得更多。因此，就产生了这样的半导体发光器件，其发光元件被具有均匀厚度并混有荧光物质的树脂区域包围，在下文中该树脂区域也称为荧光层。更 具体地，该半导体发光器件所发的光无论走哪条路径，其通过荧光层时都 走了基本上相同的距离，经由荧光物质而提供的波长变化也具有了固定的 比率。结果，无论从哪个角度看，光在色度上都是一致的。例如在下文指 出的文献中公开了这种半导体发光器件，在下文中将采用本文中使用的术 语描述每篇文献。日本专利特许公开2002 — 185048揭示了一种方法，提供在衬底上的 发光半导体器件置于模具(stencil)的开口处，接着在该开口处淀积包含 发光材料的化合物以最终形成包含发光材料并包围发光半导体器件的层， 该化合物具有基本上均匀厚度。此外，日本专利特许公开2003 — 110153 以及日本专利特许公开2002 — 185048描述了一种使用模具的方法，和使 用电泳方法在半导体发光元件上淀积照明材料结构的方法。此外，日本专 利特许公开2006—037097描述了一种将发光材料混入无机材料的方法， 该无机材料作为结合剂以事先提供波长转换材料薄层，该材料又形成凹 陷，以提供覆盖LED管芯以便附加的波长转换元件。
技术实现思路
在使用模具的方法中，如日本专利特许公开2002—185048描述的那 样，如果放置在模具中的发光半导体器件稍有偏离，所有的发光半导体器 件都将偏离，含有发光材料的层在厚度上不可能均匀。而且，由于该发光 半导体器件为小尺寸，模具开口处放置的包含发光材料的层的源材料在固 化前必须在粘度和总量上严格控制，在产品固化后，产品能否从模具上成 功脱离是一个需要关注的问题。此外，该包含发光材料的层的源材料必须 在模具的每个开口处都引入，这导致复杂的工艺并且费时。此外，日本专利特许公幵2003 — 110153中所公开的利用电泳的方法 需要让发光元件等被充电，而且淀积该结构也颇为费时。此外，如在日本 专利特许公开2006—037097中描述的采用以事先准备好的薄层覆盖LED 管芯的方法为每个LED管芯提供薄层，对于大批量生产来说也是费时的。 而且该方法需要消除LED管芯和波长变化元件之间的空隙，这需要在引 入附加的树脂材料以填补空隙。从而，采用具有均匀厚度的荧光层包围和覆盖半导体发光元件的方法 都很麻烦且费时。本专利技术设想了一种采用简单工艺制造高质量半导体发光 器f^的制造方法，该半导体发光器件具有采用均匀厚度的荧光层包围并覆 盖的半导体发光元件。本专利技术的半导体发光器件的制造包括以下步骤以预定的间隔在衬底 和子基座中的一个上结合至少两个半导体发光元件；在衬底和子基座的其 中一个的整个表面上并与半导体发光元件的顶部表面基本上平行成型第 一树脂，以覆盖半导体发光元件；在第一树脂固化后，划割(dicing)并穿 透第一树脂和衬底，以提供在半导体发光元件的顶部表面和侧表面上的厚 度分别为D1、 D2的第一树脂，其比率D2/D1为0.85到1.15。而且，本半导体发光器件的制造还包括以下步骤以预定的间隔在衬 底或子基座其中之一上结合至少两个半导体发光元件；在衬底或子基座的 整个表面上与半导体发光元件的顶部表面基本上平行成型第一树脂，以覆 盖半导体发光元件；在第一树脂形成之后，划割至少一部分第一树脂，以 提供在半导体发光元件的顶部表面和侧表面上的厚度分别为Dl、 D2的第 一树脂，其比率D2/D1为0.85到1.15。而且，在本半导体发光器件中，优选，第一树脂混有荧光物质。优选， 在划割步骤之后，覆盖着半导体发光元件的第一树脂的表面上覆盖有第二 树脂。优选，覆盖半导体发光元件的第一树脂具有从50um到500ym的厚度。而且，在本半导体发光器件中，优选，第一树脂包含硅树脂作为源材 料。优选，第二树脂是环氧树脂。优选，固化后的第一树脂具有比固化后 的第二树脂更小的弹性模量。优选，第二树脂的吸湿性小于第一树脂。优 选，第一树脂的折射系数大于第二树脂。而且，在本半导体发光器件中，优选，半导体发光元fj^在底部表面具 有p型电极和n型电极。此外，优选，半导体发光元件通过金和焊料之一 结合到通过通孔导电的陶瓷或碳化硅衬底。而且，在本半导体发光器件中，优选，在结合步骤中，衬底是由铝片、 铝片上的绝缘层以及在绝缘层上的并形成电路图案的铜箔形成的铝衬底。此外，优选，上述的半导体发光器件安装在具有折射器的封装座上，半导体发光器件被反射器包围。而且，本制造半导体发光器件的方法包括以下步骤以预定的间隔在 衬底和子基座中的一个上结合至少两个半导体发光元件；在衬底和子基座 的其中一个的整个表面上与该半导体发光元件的顶部表面基本上平行成型第一树脂，以覆盖半导体发光元件；在第一树脂固化后，划割并穿透第一树脂和衬底，以提供在半导体发光元件的顶部表面和侧表面上的厚度分别为D1、 D2的第一树脂，其比率D2/D1为0.85到1.15。而且，本制造半导体发光器件的方法包括以下步骤以预定的间隔在 衬底或子基座其中之一上结合至少两个半导体发光元件；在衬底或子基座 的整个表面上与该半导体发光元件的顶部表面基本上平行成型第一树脂， 以覆盖半导体发光元件;在第一树脂形成之后，划割至少一部分第一树脂， 以提供在半导体发光元件的顶部表面和侧表面上的厚度分别为Dl、 D2的 第一树脂，其比率D2/D1为0.85到1.15。集中地形成荧光层有利于在树脂固化之前控制该包含荧光物质的树 脂层的数量和粘性。这有助于增加产量和提高质量。此外，同时划割包含 荧光物质的设置在衬底或子基座上的第一树脂有助于简化制造工艺。而且，可以采用简单而固定的工艺制造可用于液晶显示装置的背光、 照明用的光源模组等的高质量的半导体发光器件，其生产率也可得以提 高。D2/D1的比率可承受的范围是0.85到1.15。本专利技术的其他目的、特性、方面、优势等将在下文结合附图的详细描 述中体现得更为清楚。附图说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体发光器件，按照以下步骤制造：以预定的间隔将至少两个半导体发光元件结合到衬底和子基座其中之一；在所述衬底和所述子基座的所述其中之一的整个表面实质上平行于所述半导体发光元件的顶部表面成型第一树脂，以覆盖所述半导体发光元件；以及在所述第一树脂固化之后，划割并因而穿透所述第一树脂和所述衬底以提供在所述半导体发光元件的所述顶部表面和侧表面上分别具有厚度Ｄ１和厚度Ｄ２的所述第一树脂，使得Ｄ２／Ｄ１的比率为０．８５到１．１５。

【技术特征摘要】
JP 2006-6-1 2006-1538331、一种半导体发光器件，按照以下步骤制造以预定的间隔将至少两个半导体发光元件结合到衬底和子基座其中之一；在所述衬底和所述子基座的所述其中之一的整个表面实质上平行于所述半导体发光元件的顶部表面成型第一树脂，以覆盖所述半导体发光元件；以及在所述第一树脂固化之后，划割并因而穿透所述第一树脂和所述衬底以提供在所述半导体发光元件的所述顶部表面和侧表面上分别具有厚度D1和厚度D2的所述第一树脂，使得D2/D1的比率为0.85到1.15。2、 如权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述第一树脂包含混 入第一树脂中的荧光物质。3、 如权利要求1所述的半导体发光器件，其中，在划割步骤之后， 在覆盖所述半导体发光元件的所述第一树脂的表面上覆盖第二树脂。4、 如权利要求3所述的半导体发光器件，其中所述第二树脂是环氧 树脂。5、 如权利要求3所述的半导体发光器件，其中固化后的所述第一树 脂具有比固化后的所述第二树脂更小的弹性模量。6、 如权利要求3所述的半导体发光器件，其中所述第二树脂的吸湿 性小于所述第一树脂。7、 如权利要求3所述的半导体发光器件，其中所述第一树脂的折射 系数大于所述第二树脂。8、 如权利要求3所述的半导体发光器件，其中所述半导体发光器件 安装在具有折射器的封装上，使得如权利要求1所述的半导体发光器件 被所述反射器包围。9、 如权利要求1所述的半导体发光器件，其中覆盖所述半导体发光 元件的所述第一树脂具有从50Miii到500^的厚度。10、 如权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述第一树脂包含 硅树脂作为源材料。11、 如权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述半导体发光元件的底部表面具有P型电极和n型电极。12、 如权利要求11所述的半导体发光器件，其中所述半导体发光元 件采用金和焊料其中之一结合到借助于通孔导电的陶瓷衬底。13、 如权利要求11所述的半导体发光器件，其中所述半导体发光元 件采用金和焊料其中之一结合到借助于通孔导电的碳化硅衬底。14、 一种半导体发光器件，按照以下步骤制造 按照预定的间隔将至少两个半导体发光元件结合到衬底和子基座其中之一；在所述衬底和所述子基座的所述其中之一的整个表面实质上平行于 所述半导体发光元件的顶部表面成型第一树脂，以覆盖所述半导体发光 元件；以及在所述第一树脂固化之后，划割至少部分所述第一树脂以提供在所 述半导体发光元件的所述顶部表面和侧表面上分别具有厚度Dl和厚度 D2的所述第一树脂，使得D2/D1的比率为0. 85到1. 15。15、 如权利要求14所述的半导体发光器件，其中所述第一树脂包含 混...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹川浩，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]