芯片型半导体发光元件制造技术

本发明专利技术提供芯片型半导体发光元件。其是能够提高光取出效率，对于相同的输入能够进一步提高亮度，同时能够尽可能从大的面积均匀地发光并且能够高亮度发光，在照明装置中使用的反射型的芯片型半导体发光元件。在基板（１）的一面（表面）的两端部电分离地设置有一对端子电极（１１）、（１２），在该基板（１）上的一个面（表面）上多个ＬＥＤ芯片（２）分别分离设置，各个ＬＥＤ芯片（２）通过第一焊接部（１１ａ）与第一端子电极（１１）电连接，通过电线（７）和第二焊接部（１２ａ）与第二端子电极（１２）电连接，在基板（１）的一个面（表面）上以分别包围多个ＬＤＥ芯片（２）的周围的方式设置有反射壁（３）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在基板上的两端部设置有一对端子电极(包括导线)，在基板上设置有多个发光元件芯片(以下称为LED芯片)的芯片型(表 面安装型)半导体发光元件。更详细地说，涉及在高电流驱动下，增 大发光面积，能够高亮度发光的半导体发光元件中，还能够进一步提 高光取出效率，达到高亮度的芯片型半导体发光元件。
技术介绍
例如如图5 (a)所示，现有的反射型的芯片型半导体发光元件在 由BT树脂等构成的基板41的两端部以与基板41的背面连接的方式设 置有一対'端子电极42、 43，通过在一个端子电极42上管芯焊接LED 芯片44， LED芯片44的下部电极与一个端子电极42连接，通过引线 45使LED芯片44的上部电极与另一个端子电极43电连接。其周围利 用由液晶聚合物构成的树脂形成的反射壳体46包围，使光反射在正面 侧，在其内部充填透光性树脂，形成密封树脂层47 (例如参照专利文 献1)。另外，近年来，白色半导体发光元件的开发正在推进，半导体发 光元件的使用涉及到照明装置等中，这要求芯片型半导体发光元件更 加高亮度化，芯片尺寸变大，同时要求输入变多并能够进行大电流驱 动。因此，因为LED芯片的发热多，即使施加大电流，要防止由热饱 和造成亮度降低，同时必需进一步提高放热特性。在这种大电流用的 所谓芯片型(表面安装型)中，周围具有反射壳体，具有放热特性的 半导体发光元件，例如考虑图5 (b)所示的结构。艮l]，在图5 (b)中，例如在A1N那样的热传导率大的绝缘性基板 51的周围，使反射壳体57与基板51—体化的树脂部52，固定设置一 对导线53、 54。在其中一个导线53上安装例如发出蓝色光的芯片尺寸 大的、例如0.9mmX0.9mm的LED芯片55，与上述的例子同样，利用金线等的引线56，使LED芯片55的一对电极与一对引线53、 54电连 接。在LED芯片55和引线接合部分的周围例如利用白色树脂(例如 了乇X》PPA)形成反射壳体57，反射壳体57和树脂部52用白色 树脂同时地喷射(injection)成型。另外，以覆盖由反射壳体57包围 的LED芯片55和引线56的部分的方式，例如涂敷含有将蓝色光的一 部分变换为红色和绿色利用其混合色成为白色的荧光体的发光色变换 用树脂，通过发光色变换用树脂层58覆盖。 :特开2001-177155号公报。
技术实现思路
如上所述，在现有的高电流驱动用中，反射型的芯片型半导体发 光元件通过使用芯片尺寸大的LED芯片，实现提高亮度。然而，当增 大芯片面积时，在芯片的中心部发光，向侧方前进的光被半导体层吸 收衰减，不能充分地提高亮度。另外，不管使用芯片尺寸多大的LED 芯片，其大小有界限，作为照明装置用的芯片型半导体发光元件，存 在亮度还不够充分的问题。另外，在有要求均匀地使较大面积发光的 照明装置等中，由于即使增大芯片尺寸，发光面积为边长0.9mm的正 方形的小的点状，所以在照明装置等的面发光光源中不适合。另外， 随着亮度提高，发热量更大，通过增大芯片尺寸，LED芯片中心部的 放热更加恶化，存在由于热使LED芯片破损，或者特性劣化，可靠性 降低的问题。另外，在大电流驱动用中，当在芯片型半导体发光元件的基板的 主要部分使用热传导率好的金属板或A1N绝缘基板时，不仅存在加工 性或成本的问题，而且当在搭载该芯片型半导体发光元件的安装基板 侦"不设置与芯片型半导体发光元件的基板接触传热好的材料时，即 使芯片型半导体发光元件的基板的热传导率好，热也不能够充分地散 发。另外，当利用白色树脂在表面侧形成在大面积上露出的反射壳体 时，该反射壳体的热传导率与金属基板比较，为1/1000左右，较小， 来自该反射壳体的放热特性非常差，存在从反射壳体的散热不充分的 问题。另外，当基板和反射壳体的热膨胀率不同时，由于热循环在两 者间产生剥离，进一步使散热恶化。本专利技术是鉴于上述问题而提出的。目的是提供提高光取出效率， 对于相同的输入进一步提高亮度，同时能够从尽可能大的面积均匀地 发出光并能够高亮度地发光，适合于照明装置的反射型的芯片型半导 体发光元件。本专利技术的另一个目的为，除了上述目的外，还提供通过进一步提 高从芯片型半导体发光元件全体的散热，提高应对发热的可靠性的芯 片型半导体发光元件。本专利技术的芯片型半导体发光元件，由基板；在该基板的--面的相 对的两端部电分离地设置的一对端子电极；在上述基板的一面上分离 地设置，与上述一对端子电极电连接的多个发光元件芯片；和以包围 该多个发光元件芯片的各个的周围的方式设置的反射壁。这里，所谓 端子电极表示以与LED芯片的电极连接、并能够与安装基板等连接的 方式形成的电极，包括在基板上利用金属膜形成的电极或另外形成的 3线通过接合或者载置设置在基板上的电极等。上述反射壁的至少一部分由基于糊膏材料的涂敷的层叠体形成， 由此，在狭窄的区域中也能够高精度地形成反射壁。此外，层叠体通 过重复涂敷、干燥最终低温干燥处理或烧成而能够固定。优选，上述基板和反射壁都是由以氧化铝烧结体为主材料的材料 形成，由此能够提高放热特性。这里，所谓主材料表示基板等的至少 50%以上为氧化铝烧结体，其他材料、杂质等多少包含有一些也可以。另外，优选，在上述基板的上述多个发光元件芯片被设置的位置 上分别设置贯通孔，通过在该贯通孔内埋入比上述基板的热传导率大 的材料，能干进一步提高放热特性。依据本专利技术，由于在反射型的芯片型半导体发光元件中，将LED 芯片分割为多个在基板上分离地设置，由反射壁(反射器)包围各个 LED芯片的周围，因此与设置1个大的芯片的情况比较，芯片侧面的 面积大，从各个芯片侧面射出的光的总量增加，因此向上方的光量也 增加。即，在1个大面积的芯片中，在中心部发光沿侧方向行进的光 容易被活性层等半导体层吸收衰减，但在本专利技术中，由于分割成小的 芯片，所以由中心部的芯片发光沿侧方向行进的光也从其侧壁向外射 出并被反射壁向上方反射，而能够有效地利用。另外，由于不是1个LED芯片，而是被分割的小的LED芯片分散在基板的大的面积上，所 以不是点状的光源，而是作为面状的光源发挥作用，成为易于适合照 明装置的光。并且，关于LED芯片内部的发热，由于在细分的LED 芯片附近分别设置有能够散热的反射壁，所以在LED芯片的每个小区 域中，能够通过基板和反射壁散热，因此能够改善热造成的劣化。另外，通过在反射壁和基板上使用热传导率较好的氧化铝烧结体， 基板和反射壁之间的热膨胀差不成为问题，能够保持密合性，并且与 白色树脂制的情况比较，能够以大约100倍的速度传热。其结果是， 能够从具有大面积的反射壁的露出面散热，即使在从基板的散热不充 分的情况下(不论安装基板的放热特性如何)，能够从反射壁放射热， LED的放热特性大大提高，能够大幅提高可靠性。并且，由于利用无 机材料形成反射壁，因此即使温度上升也几乎不发生变色，能够维持 良好且稳定的反射率。并且，通过在上述基板的上述多个发光元件芯片被设置的位置上 分别设置贯通孔，通过在该贯通孔内埋入热传导率比上述基板大的材 料.，由于从LED芯片产生的热经由氧化铝烧结体，再通过埋入贯通孔 内的材料传至安装基板，能够使通过基板的热传导提高，在安装基板 侧有热传导率好的材料的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种芯片型半导体发光元件，其特征在于，由下列部件构成：　基板；　在该基板的一面的相对的两端部电分离地设置的一对端子电极；　在所述基板的一面上分离地设置，与所述一对端子电极电连接的多个发光元件芯片；和　以包围该多个发光元件芯片的各个的周围的方式设置的反射壁。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：井上登美男，
申请(专利权)人：罗姆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[]