半导体发光器件的制造方法技术

本发明专利技术的目的是，利用简单的结构提供一种半导体发光器件的制造方法，使来自发光元件芯片的射出光和波长变换剂的激励光的混色光不产生颜色不均，并且使作为波长变换剂进行波长变换后的损失能量而放出的热量能够有效散发。在基板上表面的光反射腔的底面设置发光元件芯片，在上述光反射腔内形成含有粒状波长变换剂（１５ａ）的波长变换层（１５），按如下步骤来构成半导体发光器件的制造方法：填充上述波长变换层的工序首先在上述光反射腔内填充不含有波长变换剂的第一透光性树脂（１７），直到略微露出发光元件芯片的上表面，使得从发光元件芯片的上表面朝向周围倾斜成擂钵状，然后，在上述光反射腔内，在上述第一透光性树脂上填充含有波长变换剂的第二透光性树脂（１８），然后，使上述第一透光性树脂和第二透光性树脂固化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，使来自发光元件芯片的光通过波长变换层射出，使来自发光元件芯片的射出光与来自波长变换层的激励光混合，并射出到外部。
技术介绍
以往，作为这种半导体发光器件的LED(Light Emitting Diode发光二极管)，例如，按照专利文献1所述来制造。即，根据专利文献1，如图4(A)所示，在上表面具有光反射腔1a的由热塑性树脂构成的基板1上嵌入成形引线框2。上述引线框2在上述光反射腔1a内从其底面露出。并且，在上述光反射腔1a的底部，在引线框2上载置LED芯片3，并通过未图示的芯片接合(die bonding)、引线接合等与引线框2电连接。然后，在上述光反射腔1a内涂布第一密封树脂5直到中间高度以覆盖LED芯片3，之后在其上涂布包括规定量的粒状的作为波长变换剂的荧光体6a的第二密封树脂6。此时，上述第二密封树脂6以荧光体6a的颗粒不会沉降的程度的颗粒浓度来调制。并且，如图4(B)所示，第二密封树脂6内的颗粒状荧光体朝向下方沉降到第一密封树脂5内。最后，通过将第一密封树脂5和第二密封树脂6固化，完成LED。根据这种结构的LED的制造方法，没有混入荧光体6a的粘度较小的第一密封树脂5被涂布于光反射腔1a内，从而其上表面变得大致平坦，并且利用在其上以大致均匀的厚度涂布的第二密封树脂6，使荧光体6a的浓度分布在水平方向大致均匀。由此，通过使荧光体6a沉降，形成水平方向大致均匀的荧光体浓度，获得没有颜色不均的发光特性。但是，在上述结构的LED的制造方法中存在以下问题。即，因为第二密封树脂6以大致均匀的厚度涂布，其中包含的荧光体6a的颗粒通过第一密封树脂5沉降，所以在光反射腔1a的中心附近存在LED芯片3，由此在LED芯片3的上方及其周围的光反射腔1a的底面，产生荧光体的分布高度相当于LED芯片3的高度的阶梯差。因此，位于LED芯片3周围的荧光体6a随着距LED芯片3的距离越远，其激励强度越小，所以LED整体的变换效率降低。并且，在LED芯片3射出蓝色光，荧光体6a把蓝色光变换为黄色光的情况下，由于在LED芯片3的上部及其周围，荧光体6a二维地均匀沉降，所以在蓝色光呈三维状放射的LED芯片3上，来自LED芯片3的蓝色光和基于荧光体6a的激励光的混色光成为微微泛青的白色，另一方面，在LED芯片3的周边，上述混色光成为泛黄的白色。另外，在使荧光体6a沉降时，由于荧光体6a的颗粒通过第一密封树脂5沉降，所以荧光体的沉降密度不大。因此，将荧光体6a通过波长变换而损失的能量作为热量放出，所以不能与LED芯片3自身的发热一起有效散发到作为基板的热塑性树脂1上。不仅蓝色LED芯片存在这种问题，发出其它颜色的光的LED芯片以及射出来自其它发光元件芯片的光与波长变换剂的激励光的混色光的LED等半导体发光器件，也同样存在该问题。并且，不仅嵌入成形有引线框类型的LED存在这种问题，下述类型的LED等半导体发光器件也同样存在该问题，即，例如在半导体基板的上表面形成光反射腔，并具有利用从该光反射腔的底部通过侧面环绕到基板上表面并且根据情况环绕到下表面的导电薄膜构成的电极层。另外，作为这种半导体发光器件的LED，例如，也可按照专利文献2所述构成。即，根据专利文献2，如图10所示，LED 1由以下部分构成两个引线框2、3；配置在形成于一个引线框2上端的光反射腔2a底面的LED芯片4；在光反射腔2a内填充到LED芯片4的上表面位置的第一树脂层5和填充在其上的第二树脂层6；形成为包围上述引线框2、3的上端的树脂模具部7。并且，上述LED芯片4例如是蓝色LED芯片，被放置在上述光反射腔2a的底部并进行芯片接合，并且利用金线等焊丝4a引线接合在另一个引线框3上，从而两个引线框2、3被电连接。其中，上述第一树脂层5和第二树脂层6在透光性树脂中混入作为波长变换剂的荧光体颗粒，将第一树脂层5的荧光体浓度设定得低于第二树脂层6的荧光体浓度。另外，上述第一树脂层5和第二树脂层6的荧光体浓度被分布成，使来自LED芯片4的光到达第二树脂层6上表面的光路长度和荧光体浓度的积大致恒定。根据这种结构的LED，从LED芯片4射向各个方向的光在通过第一和第二树脂层5、6时，通过大致相同量的荧光体。因此，利用荧光体进行波长变换后的光与不通过荧光体的光进行混色，由此在第二树脂层5、6的上表面可获得没有颜色不均的发光特性。但是，在上述结构的LED中存在以下问题。即，关于第一和第二树脂层5、6，已经知道，在使透光性树脂混合荧光体颗粒并使其固化的情况下，由于两者的比重差，使得比重较重的荧光体颗粒因重力而沉降。因此，不能使第一和第二树脂层5、6的各自树脂中的荧光体浓度均匀。并且，在光反射腔2a和LED芯片4之间，在透光性树脂上产生表面张力，所以很难使第一树脂层5的表面形状恒定。因此，使光路长度和荧光体浓度的积大致恒定是非常困难的事情，所以实质上不能实现没有颜色不均的均匀的发光特性。另外，将荧光体通过波长变换而损失的能量作为热量放出，但由于荧光体的沉降密度不大，所以来自荧光体的热量将不能与LED芯片4自身的发热一起通过LED芯片4有效地散发到引线框2上。不仅蓝色LED芯片存在这种问题，发出其它颜色的光的LED芯片以及射出来自其它发光元件芯片的光与波长变换剂的激励光的混色光的LED等半导体发光器件也同样存在这种问题。并且，不仅嵌入成形具有光反射腔的引线框的类型的LED存在这种问题，下述类型的LED等半导体发光器件也同样存在这种问题，即，在树脂基板上嵌入成形平坦的引线框，在该树脂基板的表面形成光反射腔，使引线框的一部分在其底部露出，或者例如在半导体基板的上表面形成光反射腔，并具有利用从该光反射腔的底部通过侧面环绕到基板上面并且根据情况环绕到下面的导电薄膜构成的电极层。专利文献1日本特开2004-119838号专利文献2日本特开2004-111882号
技术实现思路
本专利技术就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，利用简单的结构提供一种，使来自发光元件芯片的射出光和基于波长变换剂的激励光的混色光不会产生颜色不均，并且使作为波长变换剂进行波长变换的损失能量而放出的热量能够有效散发。上述目的是根据本专利技术的第一结构实现的，一种，在设于基板上表面的光反射腔的底面设置发光元件芯片，在上述光反射腔内形成含有粒状波长变换剂的波长变换层，由来自上述发光元件芯片的出射光激励波长变换剂，把出射光和激励光的混色光射出到外部，其特征在于，在上述光反射腔内填充含有波长变换剂的波长变换层的工序包括第一步骤，在上述光反射腔内填充不含有波长变换剂的第一透光性树脂，直到略微露出发光元件芯片的上表面，使得从发光元件芯片的上表面朝向周围倾斜成擂钵状；第二步骤，在上述光反射腔内，在上述第一透光性树脂上填充含有波长变换剂的第二透光性树脂；第三步骤，使上述第一透光性树脂和第二透光性树脂固化。本专利技术的，优选上述第一和第二透光性树脂是具有在加热时粘度降低的特性的热固性树脂，在上述第三步骤中，在使上述第一和第二透光性树脂加热固化时，上述第二透光性树脂内的粒状波长变换剂由于上述透光性树脂的粘度降低而沉降到下方，并堆积在发光元件芯片的上部和其周围附近。本专利技术的，优选上述光反射腔形成为朝向上方扩展。本专利技术的，优选上述波长变换剂是荧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体发光器件的制造方法，在设于基板上表面的光反射腔的底面设置发光元件芯片，在上述光反射腔内形成含有粒状波长变换剂的波长变换层，由来自上述发光元件芯片的出射光激励波长变换剂，把出射光和激励光的混色光射出到外部，其特征在于，在上述 光反射腔内填充含有波长变换剂的波长变换层的工序包括：第一步骤，在上述光反射腔内填充不含有波长变换剂的第一透光性树脂，直到略微露出发光元件芯片的上表面，使得从发光元件芯片的上表面朝向周围倾斜成擂钵状；第二步骤，在上述光反射腔内 ，在上述第一透光性树脂上填充含有波长变换剂的第二透光性树脂；第三步骤，使上述第一透光性树脂和第二透光性树脂固化。

【技术特征摘要】
JP 2004-9-29 2004-284416;JP 2004-10-4 2004-2912781.一种半导体发光器件的制造方法，在设于基板上表面的光反射腔的底面设置发光元件芯片，在上述光反射腔内形成含有粒状波长变换剂的波长变换层，由来自上述发光元件芯片的出射光激励波长变换剂，把出射光和激励光的混色光射出到外部，其特征在于，在上述光反射腔内填充含有波长变换剂的波长变换层的工序包括第一步骤，在上述光反射腔内填充不含有波长变换剂的第一透光性树脂，直到略微露出发光元件芯片的上表面，使得从发光元件芯片的上表面朝向周围倾斜成擂钵状；第二步骤，在上述光反射腔内，在上述第一透光性树脂上填充含有波长变换剂的第二透光性树脂；第三步骤，使上述第一透光性树脂和第二透光性树脂固化。2.根据权利要求1所述的半导体发光器件的制造方法，其特征在于，上述第一和第二透光性树脂是具有在加热时粘度降低的特性的热固性树脂，在上述第三步骤中，在使上述第一和第二透光性树脂加热固化时，上述第二透光性树脂内的粒状波长变换剂由于上述透光性树脂的粘度降低而沉降到下方，并堆积在发光元件芯片的上部和其周围附近。3.根据权利要求1或2所述的半导体发光器件的制造方法，其特征在于，上述光反射腔形成为朝向上方扩展。4.一种半导体发光器件的制造方法，在设于基板上表面的光反射腔的底面设置发光元件芯片，在上述光反射腔内形成含有粒状波长变换剂的波长变换层，由来自上述发光元件芯片的出射光激励波长变换剂，把出射光和激励光的混色光射出到外部，其特征在于，在上述光反射腔内填充含有波长变换剂的波长变换层的工序包括首先，在上述光反射腔内的发光元件芯片上涂布第一波长变换层并固化的步骤；接着，在上述光反射腔整体内填充、涂布第二波长变换层并固化的步骤。5.根据权利要求4所述的半导体发光器件的制造方法，其特征在于，包括下述步骤在形成上述第一波长变换层的步骤之前，在上述光反射腔内注入不含有波长变换剂的透明树脂隔离物并使其固化，直到略微露出发光元件芯片的上表面。6.根据权利要求4或5所述的半导体发光器件的制造方法，其特征在于，上述光反射腔形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：原田光范，
申请(专利权)人：斯坦雷电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]