发光装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的是在用树脂密封半导体发光元件的发光装置中，提供一种使可靠性和长期稳定性提高，可搭载数个芯片的小型化发光装置。通过将开口部形成略呈椭圆形状或略呈偏平圆形状，可在有限空间内有效配置数个芯片。在焊接金属线部位和固定基片部位之间设有切口，从而能防止粘接剂溢出，消除焊接不良现象。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及发光装置，特别涉及发光特性优良，而且兼备可靠性高的发光装置。
技术介绍
搭载LED(Light Emitting Diode发光二极管)等半导体发光元件的发光装置，作为廉价、寿命长的发光装置广为重视，广泛用作各种指示器、光源、平面型显示装置、或液晶显示屏的背照光等。作为这种发光装置的典型实例，有将半导体发光元件安装在树脂管座上的装置。图37是以前发光装置典型实例的概念图。即，图37(a)是主要部分构成平面图，(b)是其剖面图。该图所示发光装置是称作「表面安装型」的，具有外壳(树脂管座)800、半导体发光元件802、和由树脂形成的密封体804。树脂管座800的构造，具有将由引线框架成形的一对引线805、806，由热可塑性树脂形成的树脂部分803形成模的构造。这样，在树脂部分803上形成开口部801，其中载置半导体发光元件802。同样，包括半导体发光元件802在内，用环氧树脂804进行密封。半导体发光元件802安装在引线806上。同样，半导体发光元件802的电极(未图示)和引线805，用金属线连接。通过2个引线805、806向半导体发光无件802供电，产生发光，该发光通过环氧树脂804，从光射出面812射出。专利技术解决的课题然而，根据本专利技术者的研究结果，清楚地知道，如图37所示的以前发光装置，就可靠性和长期稳定性方面大有改进余地。即，对于这种发光装置，在-40～+110℃的范围内，实施700次温度循环试验时，如图38所示，发现环氧树脂804产生裂痕C、或在与树脂管座800的界面I处产生剥离的现象。在半导体发光元件802上产生「割裂」，半导体发光元件802由安装面上剥离下来，或者，有时金属导线形成断线。如图37所示的发光装置，通常作为民生用，要求温度循环试验的水平是100次，而作为车辆用，则要求300次循环，虽然满足了当前的要求，若将提高可靠性作为目标，今后还需要根本的对策。同样的事情，并不仅限于图37所示的发光装置，对于用环氧树脂封闭半导体元件的构造，都是共同存在的。本专利技术者对问题的机理作了详细的研究，结果得知各环氧树脂804的物性是既硬又脆，硬化时的应力很大，与外围容器热可塑性树脂的树脂部803的粘接性大有改进的余地。与其不同，在如图37中所示的发光装置中，开口部801中有时搭载2个以上基片。例如，搭载发光波长相同的2个以上的半导体发光元件，可增强输出。若搭载发光波长不相同的2个以上的半导体发光元件，可得到它们的混合色，能呈现出多彩颜色。这时，例如，使用有色补关系的2种颜色，也可能是白色发光。有时将半导体发光元件、和保护该发光元件的元件搭载在同一包装体内。具体讲，使用氮化物半导体的发光元件时、为防静电等(ESD)进行保护，有时需要平行反向连接稳压二极管。然而，图37所示的发光装置，没有安装芯片的充分空间，也没有充分焊接金属线的空间。进而，在狭窄开口部硬行装入2个芯片时，发光元件的光轴大幅度偏移了开口部的中心，导致发射光的强度分布，即配光特性形成非对称状。因此，例如，在液晶显示屏的背照光等用途中，不可能满足所要求的均匀发光图形。图39是本专利技术者在专利技术过程中试作的发光装置平面构成的概念图。即，该图所示的发光装置，在树脂部903处设有略长方形状开口901，在其底面相对的引线905、906中，分别装有芯片902A、902B。从这些芯片902A、902B，用金属线分别与相对的引线906、905。然而，试作评价这种发光装置，由结果可知存在以下问题。第1个问题是在安装芯片902A、902B时，由看到的粘接剂引起的、金属线909A、909B的连接变得很不牢靠。即，在引线上固定芯片902A、902B时，多数情况是使用银(Ag)糊等糊类、金锡(AuSn)和金锗(AgGe)等软焊料等。然而，安装时，这些粘接剂往往在引线905、906溢出。这种「溢出」到达金属线焊接区域时，使金属线909A、909B难以进行热焊合、或超声波热焊合。例如，当附着银糊时，产生所谓的「渗出」，金属线难以焊接。即使能够焊接，金属线的焊接强度也大大降低。为防此问题，使焊接金属线处远离基片，必须加大开口部901，与尺寸限制刚好相背。第2个问题是，如图示，闭口部901略呈长方形，树脂部903的侧壁厚度同样很薄，机械强度不够。该问题在各开口部中填充的封闭体为柔软树脂时，尤为突出。例如，作为填充的封闭体使用硅酮树脂等时，与使用环氧树脂时比较，降低了残留应力，可大幅度减少封闭体的裂痕和金属线的断线等现象。然而，由于硅酮树脂比较柔软，树脂部903的侧壁很薄时，来自横向的外力有时会影响到芯片和金属线。例如，为了组装和检测等，从侧面夹持发光装置进行挑选时，该力触及到芯片和金属线，有时导致金属线变形等。第3个问题是，如图所示，开口部901略呈长方形时，向其中填充树脂的量会增加，树脂应力也增大。即，向开口部901中填充的树脂，硬化时，或之后升温或冷却等，会产生应力。这种应力随填充树脂量变化，当填充量很多时，树脂应力也趋于增大，而且，关于图38，如前述，环氧树脂的应力很大。就其结果，可知向如图所示略呈现长方形开口部901中填充密封树脂时，树脂应力增大，仍存在芯片902A、902B产生剥离，金属线909A、909B容易产生变形或断线的问题。即，在发光装置中搭载2个以上芯片时，会产生与装置外形尺寸要求相背的问题。如以上说明，以前的发光装置，不易搭载数个芯片，就其可靠性仍有改进的余地。本专利技术就是基于对该课题的认识而形成的。即，其目的是提供能紧凑搭载数个芯片的发光装置，对于用树脂密封半导体发光元件的发光装置，可大幅度提高可靠性和长期稳定性。解决课题的方法为了达到上述目的，本专利技术的发光装置，具有有开口部的树脂部、配置在上述开口部中的第1半导体发光元件、配置在上述开口部中的半导体元件，和设置在上述开口部中覆盖上述第1半导体发光元件和上述半导体元件的硅酮树脂，其特征是，上述开口部的开口形状是略呈现椭圆形状或略呈偏平圆形状，上述硅酮树脂的硬度，JIAS值在50以上。通过采用这种独特的开口形状和硅酮树脂显著降低了树脂应力，实现了极大提高发光特性可靠性的发光装置。其中，还具有与上述半导体发光元件连接的金属线，而上述硅酮树脂的设置也覆盖上述金属线。或者，本专利技术的发光装置具有引线、至少埋置上述引线一部分的树脂部、在上述树脂部设置的开口部中安装在上述引线上的第1半导体发光元件、在上述开口部中安装在上述引线上的半导体元件、连接上述第1半导体发光元件和上述引线的金属线、设在上述开口部中覆盖上述第1半导体发光元件和上述半导体元件的硅酮树脂，其特征是，在上述引线中，安装上述第1半导体发光元件的部分与连接上述金属线部分之间，设有切口，上述硅酮树脂的硬度，JISA值在50以上。或者，本专利技术的发光装置，具有第1引线、第2引线、至少埋置上述第1和第2引线一部分的树脂部、在上述树脂部设置的开口部中安装在第1引线上的第1半导体发光元件、上述开口部中安装在上述第2引线的半导体元件、连接第1半导体发光元件和第2引线的第1金属线、连接上述半导体元件和上述第1引线的第2金属线、设在上述开口部中覆盖上述第1半导体发光元件和上述半导体元件的硅酮树脂，其特征是，上述第1引线中，在安装上述第1半导体发光元件部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光装置，具有 设有开口部的树脂部、 配置在上述开口部中的第１半导体发光元件、 配置在上述开口部中的半导体元件、 设置在上述开口部中、覆盖上述第１半导体发光元件和上述半导体元件的硅酮树脂， 其特征是， 上述开口部的开口呈近似椭圆形或近似偏平圆形， 上述硅酮树脂的硬度以ＪＩＳＡ值表示，在５０以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2001-4-9 110676/011.一种发光装置，具有设有开口部的树脂部、配置在上述开口部中的第1半导体发光元件、配置在上述开口部中的半导体元件、设置在上述开口部中、覆盖上述第1半导体发光元件和上述半导体元件的硅酮树脂，其特征是，上述开口部的开口呈近似椭圆形或近似偏平圆形，上述硅酮树脂的硬度以JISA值表示，在50以上。2.根据权利要求1记载的发光装置，其特征是，还具有与上述半导体发光元件连接的金属线，上述硅酮树脂还覆盖上述金属线。3.一种发光装置，具有引线、将上述引线的至少一部分包埋的树脂部、在设于上述树脂部的开口部中固定在上述引线上的第1半导体发光元件、在上述开口部中固定在上述引线上的半导体元件、将上述第1半导体发光元件和上述引线连接的金属线、设在上述开口部中、覆盖上述第1半导体发光元件和半导体元件的硅酮树脂，其特征是，上述引线在其固定有上述第1半导体发光元件的部分和与金属线连接的部分之间有切口、上述硅酮树脂的硬度以JISA值表示，在50以上。4.一种发光装置，具有第1引线、第2引线、将上述第1和第2引线的至少一部分包埋的树脂部、在设于上述树脂部的开口部中固定在上述第1引线上的第1半导体发光元件、在上述开口部中固定在上述第2引线上的半导体元件、连接上述第1半导体发光元件和第2引线的第1金属线、连接上述半导体元件和第1引线的第2金属线、设在上述开口部中覆盖上述第1半导体发光元件和上述半导体元件的硅酮树脂，其特征是，上述第1引线在其固定有第1半导体发光元件的部分和与第2金属线连接的部分之间设有第1切口，上述第2引线在其固定有上述半导体元件的部分和与上述第1金属线连接的部分之间设有第2切口，上述硅酮树脂的硬度以JISA值表示，在50以上。5.根据权利要求3或4记载的发光装置，其特征是，上述开口部的开口呈近似椭圆形或近似偏平圆形。6.一种发光装置，具有第1引线、第2引线、将上述第1和第2引线的至少一部分包埋的树脂部、在设于上述树脂部的开口部中、固定在上述第1引线上的第1半导体发光元件、在上述开口部中固定在上述第1引线上的半导体元件、连接上述第1半导体发光元件和第2引线的第1金属线、连接上述半导体元件和第2引线的第2金属线、设在上述开口部中、覆盖上述第1半导体发光元件和半导体元件的硅酮树脂，其特征是，上述开口部的开口呈近似椭圆形或近似偏平圆形，上述第1半导体发光元件和半导体元件沿着上述近似椭圆形或近似偏平圆形的长轴方向配置，上述硅酮树脂的硬度以JISA值表示，在50以上。7.一种发光装置，具有第1引线、第2引线、将上述第1和第2引线的至少一部分包埋的树脂部、在设于上述树脂的开口部中、固定在上述...

【专利技术属性】
技术研发人员：新田康一，下村健二，押尾博明，小松健，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]