专利名称：半导体发光装置及其制造方法和电子图像拾取装置的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种半导体发光装置及其制造方法和一种电子图像拾取装置。更具体地说，本发明涉及一种采用如发光二极管(LED)的半导体发光元件的半导体发光装置、一种制造此半导体发光装置的方法以及一种电子图像拾取装置。
背景技术：
图16是显示传统半导体发光装置的典型结构的截面图。参见图16，半导体发光装置包括具有主表面101a的引线框101。引线框101形成预定形状，在主表面101a处形成有狭缝状的凹槽101m。引线框101被弯折以便端子部分101n分别形成在离开主表面101a的位置。端子部分101n连接到半导体发光装置安装到其上的线板上。
树脂部分103例如通过夹物模压方法设置在引线框101的周围。树脂部分103在主表面101a上限定了凹陷部分103m。LED芯片104通过银膏107安装到主表面101a上以位于凹陷103m中。形成于LED芯片104顶表面上的电极通过接合线105连接到引线框101的主表面101a上。
环氧树脂106设置在主表面101a上以覆盖LED芯片104和接合线105，而且完全充满凹陷103m。
下面对图16中的半导体发光装置的制造方法进行说明。首先，将板状的引线框101加工成预定的图形。镀银(Ag)的引线框101在树脂部分103中进行夹物模压成型。然后，LED芯片104通过银膏107固定在主表面101a上。LED芯片104和主表面101a通过接合线105彼此电连接。
LED芯片104和接合线105通过环氧树脂106进行密封。由于引线框101镀有银，可能会出现锈蚀情况，从而对焊接构成妨碍。为此，引线框101的外表面例如可以镀有焊剂。最后，将不需要的部分切除，引线框101弯折成预定的形状以形成端子部分101n。
此种传统半导体发光装置已经在例如日本专利公开No.7-235,696和日本专利公开No.2002-141558。
当试图增加半导体发光装置的亮度时，如图16所示的发光装置出现下述问题。
树脂部分103不仅使引线框101形成预定的图形，而且通过凹陷103m的侧壁反射来自LED芯片104的光线来控制光的方向。由于其从环氧树脂106的顶表面侧射出，发自LED芯片104的光线的传输方向由于折射而发生改变。由此，采用传统技术，不能充分地控制光的方向来增加半导体发光装置的亮度。
另外，为了防止半导体发光装置安装于其上的线板和引线框101之间产生不需要的接触，从而导致出现短路的情况，引线框101被弯折以形成端子部分101n。但是，作为成品的半导体发光装置的高度受到限制，所以采用此种弯折结构的引线框101不能保证树脂部分103具有足够的高度。这样也对提高采用传统技术的半导体发光装置的发光亮度构成妨碍。
当试图增加半导体发光装置的热辐射时，如图16所示的装置具有下述问题。
首先，对增加半导体发光装置的热辐射的必备条件简单地进行说明。安装的LED芯片104发光时产生热量。LED芯片104产生的热量随着流过LED芯片104的电流的增大而增加。通常，当LED芯片104的温度升高，其发射效率降低，从而导致光线的显著衰减。也就是说，即使有大电流通过LED芯片104，也不能高效地获得强光，而且LED芯片104的寿命缩短。为此，有必要有效地将LED芯片104产生的热量释放出去。
下面是可预见到的提高半导体发光装置的热辐射的方法(a)增加引线框101的厚度；(b)减小从LED芯片104到端子部分101n的距离；(c)采用高热传导率的材料形成引线框101。
但是，采用传统技术必须在制造半导体的过程中对引线框101进行弯折，所以引线框101的厚度只能增加到一定程度。
另外，通过采用模具在板材上进行冲压以使引线框101形成预定的图形。如果引线框101的厚度增加，模具也需要在厚度上增加以保证在对板进行冲压时模具具有足够的强度。这样增加了通过模具被冲压的板的部分的宽度，即狭缝形状的槽口101m的宽度。在此例中，难于保证在主表面101a上具有足够的用于接合的区域。此外，引线框101的表面区域的减小将不利地使热辐射的效率衰减。为此，上述第(a)项用于提高半导体发光装置的热辐射的选择方案不可被采用。
由于引线框101具有通过弯折引线框分别形成在离开主表面101a一定距离的端子部分101n的结构，固定于主表面101a上的LED芯片104到端子部分101n之间的距离只能够减小到一定程度。由此，上述第(b)项用于提高半导体发光装置的热辐射的选择方案也不可被采用。
另外，基于与引线框101的结构相关联的相同的原因，有必要选择具有良好弯折性能的材料作为用于引线框101的材料。这意味着单纯具有良好热传导率的材料不能用作引线框101的材料。为此，上述第(c)项用于提高半导体发光装置的热辐射的选择方案同样也不可被采用。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，其目的在于提供一种具有优良的热传导率并且能够对光线进行适当控制的半导体发光装置。此外，本发明还提供一种半导体发光装置的制造方法和一种电子图像拾取装置。
根据本发明的半导体发光装置包括具有主表面的引线框，主表面中限定有第一区域和沿第一区域的外周延伸的第二区域；设置在第一区域的半导体发光元件；设置在第一区域以完全覆盖半导体发光元件的第一树脂部件；和设置在第二区域以围绕半导体发光元件的第二树脂部件。第一树脂部件相对于从半导体发光元件发射出来的光线具有第一折射率，第二树脂部件相对于从半导体发光元件发射出来的光线具有大于第一折射率的第二折射率。第一树脂部件包括第一顶表面。第二树脂部件包括第二顶表面，其设置在离开主表面的距离大于从主表面到第一顶表面之间的距离的位置处，和内壁面，其设置在半导体发光元件定位的侧面，并沿远离主表面的方向延伸以到达第二顶表面。
根据具有上述结构的半导体发光装置，从半导体发光装置发射出来的光线透过具有相对小折射率的第一树脂部件，并从第一树脂部件的第一顶表面发射到外部。在本发明中，第二树脂部件具有设置在高于第一顶表面的水平第二顶表面。由此，第二树脂部件的内壁面连贯地存在于第一顶表面上方，所以，从第一顶表面发射出来的光线能够被具有相对大反射率的第二树脂部件的内壁面反射。相应地，可以有效地控制光线的方向，从而获得高亮度的从半导体发光元件中发射出来的光线。此外，由于第一顶表面设置在低于第二顶表面的水平，从而当从半导体发光元件中发射出来的光线透过第一树脂部件时发生的衰减得到抑制。由此，可以得到更高亮度的从半导体发光装置发射出来的光线。
优选地，半导体发光装置还包括金属线，其一个端部连接到半导体发光元件，另一端部连接到主表面上，并且第一树脂部件设置成完全覆盖金属线。
根据具有上述结构的半导体发光装置，第一树脂部件不仅具有上述技术效果，而且其对设置作为半导体发光元件的互联的金属线形成保护。
更优选地，一个端部形成为线形，而另一端部形成为球形。根据具有上述结构的半导体发光装置，通过将金属线的另一端部以球接合方式连接到引线框的主表面上，然后将金属线的一个端部楔接合到半导体发光元件上，由此将金属线连接到预定位置。由此，连接到半导体发光元件的金属线的一个端部形成低轮廓的环形。相应地，可以提供相对于第二顶表面位于更低水平的第一顶表面。
更优选地，一个端部设置有球形金属以将金属线夹在球形金属和半导体发光元件之间。根据具有上述结构的半导体发光装置，可以进一步确保金属线的一个端部和半导体发光装置之间的连接。这样提供了半导体发光装置的工作可靠性。
优选地，半导体发光装置包括分别反射红、蓝和绿色光线的半导体发光元件和三个彼此间隔开来并且分别设置三个半导体发光元件的引线框。引线框彼此沿不同方向延伸。根据具有上述结构的半导体发光装置，由于发射光线在半导体发光装置所产生的热量传递到引线框。由于引线框沿不同方向延伸，热量传输的方向能够被分散。相应地，半导体发光元件产生的热量可以通过引线框高效地释放出去。
更优选地，设置有分别发射蓝色和绿色光线的半导体发光元件的引线框的主表面的面积分别大于设置有发射红色光线的半导体发光元件的引线框的主表面的面积。发射蓝色和绿色光线的半导体发光元件各自产生比发射红色光线的半导体发光元件大的热量。由此，根据具有上述结构的半导体发光装置，发射不同颜色光线的半导体发光元件产生的热量通过引线框均匀地释放出去。
更优选地，引线框包括由狭缝状凹槽分隔开的部分，部分形成为比引线框的其它部分薄一些。根据具有上述结构的半导体发光装置，引线框可以加工成具有分隔相关部分的狭缝形状的凹槽。作为对比，引线框的其它部分制作得相对厚一些，这样可以提高通过引线框的热辐射的效率。
更优选地，引线框形成为沿一个平面延伸的板形状。根据具有上述结构的半导体发光装置，引线框的厚度限制为较低，这样，从主表面到第二顶表面的距离能够增加以设置第二树脂部件。这样，进一步便利了对从半导体发光元件中发射出来的光线的方向的控制。另外，不需要考虑可弯折性以选择用于引线框的材料。相应地，可以采用具有良好热传导率的材料形成引线框，从而增强通过引线框实现热辐射的效果。
更优选地，引线框包括第一凹陷，其形成于相对于主表面的相对表面并填充有树脂。电连接到固定板的端子部分设置在相对表面上位于第一凹陷的各个侧面。根据具有上述结构的半导体发光装置，可以防止当安装板与引线框的不期望的部分发生接触时产生的短路情况。这样，可以通过端子部分确保引线框和安装板之间的电连接。
更优选地，引线框包括形成在第一区域的第二凹陷，而半导体发光元件设置在第二凹陷中。根据具有上述结构的半导体发光装置，从半导体发光元件中发射出来的光线由限定第二凹槽的引线框的侧壁进行反射。这样，便利了对从半导体发光元件中发射出来的光线的方向进行控制。
更优选地，引线框由热传导率不小于30W/mK且不大于400W/mK的金属制成。当热传导率小于30W/mK时，不能通过引线框获得满意地热辐射效果。如果热传导率大于400W/mK，在引线框安装处产生的热量将传递到半导体发光元件上，从而使半导体发光元件的工作可靠性降低。根据由具有上述热传导率的金属制成的引线框的半导体发光装置，可以确保引线框的热辐射效果，而不降低半导体发光元件的工作可靠性。
更优选地，第二树脂部件形成为以使在平行于主表面的平面上由内壁面限定的形状的面积随着离开主表面的距离的增加而增大。根据具有上述结构的半导体发光装置，光线能够高效地向前部发射出来。由此，可以获得从半导体发光元件发出的具有高亮度的光线。
更优选地，在平行于主表面的平面中由内壁面限定的形状为圆形、椭圆和多边形中的一种。根据具有上述结构的半导体发光装置，除了光线能够高效地向前部发射出来之外，还可以容易地控制光线的方向。
更优选地，引线框包括从主表面的外周突出并沿预定方向延伸的引线端子。引线端子具有末端部分，其具有形成于末端部分沿预定方向延伸的端表面和定位在主表面的外周和末端部分之间的基部。引线端子形成为以使端表面的面积小于基部沿平行于端表面的平面内的截面的面积。形成于末端部分的端表面对应于由预定切割工具形成的切割表面。
根据本发明的制造半导体发光装置的方法包括步骤制备其上具有多个半导体发光装置的引线框基件；以及通过在末端部分切割引线框基件以从引线框基件中切割出多个半导体发光装置。
根据上述半导体发光装置及其制造方法，形成于引线框的末端部分的端表面对应于当半导体发光装置从引线框基础部件切割出来时形成切割表面。这样，作为引线框材料的金属在端表面处被暴露并可能被氧化等，从而相对于焊剂浸润度降低。在本发明中，引线端子形成为以使端表面的面积相对小一些，这样，此种负面影响将被降低到最低可能的水平。另外，由于在从引线框基件切割出半导体发光装置步骤中可以用较小的作用力切割出末端部分，从而便利了半导体发光装置的制造过程。
更优选地，引线端子在基部具有第一宽度和在末端部分小于第一宽度的第二宽度。在此，第一和第二宽度对应于在平行于主表面的平面中沿垂直于引线端子在其中延伸的预定方向的方向的长度。根据具有上述结构的半导体发光装置，可以实现形成于末端部分端表面的面积小于基部的截面的面积的形状，从而获得上述技术效果。另外，形成在末端部分和基部之间的阶梯部分可以作为容纳作为过多适用的焊剂的容纳器。相应地，在安装半导体发光装置时，可以更加满意地进行焊接。
本发明还提供一种包括上述半导体发光装置中任何一种的电子图像拾取装置。根据具有上述结构的电子图像拾取装置，可以在电子图像拾取装置中获取上述技术效果。
当矩形形状参考平面设置在离开半导体发光装置预定距离时，被从半导体发光装置发射出来的光线所照明的参考平面的各个角处的亮度优选不低于参考平面的中心处亮度的50％。根据具有上述结构的电子图像拾取装置，可以有效地控制从半导体发光元件中发射出来的光线的方向，这样可以实现在参考平面上的亮度几乎不具有差异的需求拍摄条件。
如上所述，根据本发明，其提供了一种具有优良的热传导率并且能够对光线进行适当控制的半导体发光装置。此外，本发明还提供了一种半导体发光装置的制造方法和一种电子图像拾取装置。
参照附图对本发明进行详细说明，本发明的前述和其它方面的目标、特征、方面和优点将变得更加明显和容易理解。
图1是根据本发明第一实施方式的半导体发光装置的截面图；图2是显示图1中的半导体发光装置的平面图；图3是沿图1中III-III线截取的截面图；图4是概略显示光线由树脂部分的内壁面反射的截面图；图5和图6是显示由内壁限定的形状的变化形式的截面图；图7是根据本发明第二实施方式的半导体发光装置的截面图；图8是根据本发明第三实施方式的半导体发光装置的截面图；图9是根据本发明第四实施方式的半导体发光装置的平面图；图10是装配有根据本发明第五实施方式的照相机的移动电话的透视图。
图11是显示由来自装配有图10所示的照相机的移动电话的光线照射参考平面上的亮度的示意图表；图12是根据本发明第六实施方式的半导体发光装置的截面图；图13是沿图12中VIII-VIII线的侧视图；图14是显示图12中所示的半导体发光装置的制造过程的流程图；图15是显示图12中所示的半导体发光装置的制造过程的平面图；和图16是显示传统半导体发光装置的典型结构的截面图。
具体实施例方式
在下文中，将参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。
第一实施方式参见图1，半导体发光装置包括具有主表面1a的形成预定图形的引线框1；设置在主表面1a上的LED芯片4；设置在主表面1a上以覆盖LED芯片4的环氧树脂6；以及设置在环氧树脂6周围的树脂部分3。
引线框1为沿一个平面延伸的板形状。引线框1经过预定成型过程以形成狭缝状凹槽1m，狭缝状凹槽1m形成以从主表面1a延伸到其相对表面1b。
引线框1的相对表面1b设置有与狭缝状凹槽1m相连通的凹槽15。由此，引线框1上形成狭缝状凹槽1m的部分1t设置成比其它部分薄一些。
图2示出了形成在引线框1上结构的部件。参见图1和图2，主表面1a上形成有区域10和20。区域10为由双点画线限定的位于圆形13内部的区域，区域20为沿区域10的外周延伸的位于圆形13外部的区域。狭缝状凹槽1m形成为通过圆形13的中心以分离引线框1的一部分。
LED芯片4设置在主表面1a的区域10中。利用银膏7设置LED芯片4。设置在LED芯片4顶表面上的电极(图中未示出)通过金属线5连接到主表面1a的一部分，该部分为由狭缝状凹槽1m与设置LED芯片4的主表面1a的部分相分离的部分。具体地说，LED芯片4通过银膏7和金属线5分别机械和电连接到主表面1a上。
连接到LED芯片4的电极的金属线5的一个端部5p形成球形形状。连接到主表面1a的金属线5的另一端部5q形成直线形状。具体地说，当进行线接合以将金属线5连接到预定位置时，首先进行将金属线5的一个端部5p连接到LED芯片4的电极上的球形接合，然后进行将金属线5的另一端部5q连接到主表面1a上的楔形接合。
由于LED芯片4中发射光线，其产生热量。产生的热量传输到引线框1，并从其中向外部释放。在本发明中，引线框1的一部分1t制作得较薄，其可以加工形成具有小凹槽宽度的狭缝状凹槽1m。另一方面，引线框1的剩余部分制作得较厚，由此，可以通过引线框1实现高效热辐射。
为了从引线框1形成高效热辐射，引线框1由热传传导率不小于300W/mK、不高于400W/mK的金属形成。如果形成引线框1的金属的热传导率小于300W/mK，通过引线框1释放的热量不充分。如果高于400W/mK，在引线框1的安装位置上产生的热量可能会传递到LED芯片4，从而使LED芯片4的工作可靠性发生衰减。
具体地说，引线框1由铜(Cu)作为主要组分且适当加入铁(Fe)、锌(Ze)、镍(Ni)、铬(Cr)、硅(Si)、锡(Sn)、铅(Pb)或银(Ag)的合金制成。减小加入到铜中的金属的量可以增加形成引线框1的合金的热传导率。
在本发明中，引线框1不被弯折。这样，当从引线框1中选择材料时，不需要考虑材料的弯折性能。由此，可以从较宽的材料范围中选择用作引线框1的材料。另外，也不需要担心在弯折引线框1的构成中会发生破裂或碎裂。
引线框1在树脂中通过夹物模压成型，这样树脂部分3设置在主表面1a区域20上。此树脂还在引线框1的相对表面1b上形成树脂部分8。树脂部分8设置用于填充狭缝状凹槽1m和凹槽15。树脂部分3和树脂部分8用于保持已经形成预定图形的引线框1的形状。特别地，在本发明中，树脂部分8覆盖引线框1的相对表面1b的较宽区域。这样增加了引线框1和树脂部分8之间的粘合作用力，相应地，半导体发光装置的工作可靠性增强。用于将半导体发光装置连接到安装板的端子部分9设置在引线框1的相对表面1b侧树脂部分8的两侧上。
位于树脂部分8的各个侧面上的端子部分9通过作为绝缘体的树脂部分8彼此分隔开来。如此，在将端子部分9焊接到安装板上时，可以防止阳极和阴极之间或者LED芯片4之间出现短路情况。
树脂部分3具有顶表面3a，其沿基本平行于主表面1a的平面延伸，和内壁面3b，其围绕主表面1a上设置LED芯片4的区域，并沿离开主表面1a的方向延伸。内壁面3b与主表面1a和顶表面3a相连通。树脂部分3的内壁面3b起到用于反射从LED芯片4发出的光线的反射表面的作用。
树脂部分3和树脂部分8由具有高反射率的白树脂构成以通过树脂部分3反射来自LED芯片4的光线。另外，考虑到制造过程中的回流步骤，树脂部分3和树脂部分8由具有优良热阻的树脂构成。具体地说，虽然其它树脂和陶瓷也可以用作树脂部分3和树脂部分8的材料，优选采用同时满足上述两个条件的液晶聚合物、聚酰胺树脂或类似物。内壁面3b的表面可以进行电镀以更加有效地反射从LED芯片4发射出来的光线。
LED芯片4和金属线5设置在由树脂部分3的内壁面3b和主表面1a形成的凹陷中。环氧树脂6设置在凹陷中以覆盖LED芯片4和金属线5。环氧树脂6起到防止LED芯片4和金属线5受到来自外部的物理和/或电学接触。环氧树脂6具有顶表面6a，其从内壁面3b侧向中心稍微凹陷。环氧树脂6设置成以使从主表面1a到顶表面6a的距离比主表面1a到树脂部分3的顶表面3a之间的距离短。由此，内壁面3b在朝向顶表面3a的方向甚至可延伸到环氧树脂6的顶表面6a之上。
环氧树脂6由对从LED芯片4发射出来的光线具有小于树脂部分3的反射率的材料构成。具体地说，采用透明或乳白色树脂，其通过灌注系统喷射模具中。可替代地，也可以采用传递模塑、注模或类似方法以形成环氧树脂6。在此例中，环氧树脂6可以形成任意形状(例如棱镜形状)。
参见图1和图3，在平行于主表面1a的平面中由内壁面3b限定的形状25为圆形。树脂部分3形成以使由内壁面3b限定的形状25的面积随着离开主表面1a的距离的增加而增大。具体地说，假设圆锥体的锥顶点向下，内壁面3b具有对应于此圆锥体的侧表面从其底表面向锥顶点延伸的形状。
参见图4，假设光源22设置在主表面1a上，从光源22发射出来的光线沿各个方向传播。在半导体发光装置中，有效地控制从光源22发射出来的光线的方向以在预定方向上获得高亮度的光线是非常重要的。由于树脂部分3形成为由内壁面3b限定的形状的面积随着离开主表面1a的距离的增加而增大，从光源发射出来的光线在靠近主表面1a的方向能够被内壁面3b反射到预定的方向。这样，从光源发射出来的光线可以被发出到半导体发光装置的前面，即沿图中由箭头23所指示的方向。此外，由于在平行于主表面1a的平面中由内壁面3b限定的形状为圆形，通过调节内壁面3b的倾斜角度可以容易地控制光线的方向性。
在本发明中，参见图1，从LED芯片4发射出来的光线由内壁面3b沿预定方向反射，透过环氧树脂6，并从顶表面6a发射到外部。由于在顶表面6a处发生的折射，光线的传播方向改变。但是，由于内壁面3b作为反射表面也存在于顶表面6a之上，内壁面3b可以再次反射光线以使其发射到半导体发光装置的前面。
图5和图6是对应于图3中截面图的截面图。
参见图5，树脂部分3可以形成为在平行于主表面1a的平面中由内壁面3b限定的形状26为椭圆形。可替代地，参见图6，树脂部分3可以形成为在平行于主表面1a的平面中由内壁面3b限定的形状为矩形。在任何一种情况中，半导体发光装置中产生的光线的光线发射面积可以制作得大。由此，待设置的树脂部分3的形状可以根据半导体发光装置将安装于其上的电子装置或类似物的特定用途而进行适当地改变。
根据本发明第一实施方式的半导体发光装置包括具有主表面1a的引线框1，其中主表面1a上限定有作为第一区域的区域10和沿区域10的外周延伸作为第二区域的区域20；设置在区域10中作为半导体发光元件的LED芯片4；作为第一树脂部件设置在区域10以完全覆盖LED芯片4的环氧树脂6；以及作为第二树脂部件设置在区域20以围绕LED芯片4的树脂部分3。
环氧树脂6对从LED芯片4发射出来的光线具有第一反射率。树脂部分3对从LED芯片4发射出来的光线具有大于第一反射率的第二反射率。环氧树脂6包括作为第一顶表面的顶表面6a。树脂部分3包括作为第二顶表面的顶表面3a，其设置在离开主表面1a的距离大于从主表面1a到顶表面6a的距离位置，以及内壁面3b，其设置在LED芯片4定位的侧面上并且沿离开主表面1a的方向延伸以到达顶表面3a。
半导体发光装置还包括作为金属性线的金属导线5，其一端5p连接到LED芯片4，另一端5q连接到主表面1a。环氧树脂6设置成完全覆盖金属导线5。
引线框1包括由狭缝形状的凹槽1m分开的部分1t。部分1t制作得比引线框1的另一部分薄。
引线框1形成为沿一个平面延伸的板状。引线框1包括作为第一凹陷的凹槽15，此凹槽形成相对于主表面1a的相对表面1b的位置并且填充有作为树脂的树脂部分8。端子9设置在相对表面1b上，其定位在凹槽15的各个侧面上且电连接到安装板上。
树脂部分3形成为以使在平行于主表面1a的平面中由内壁面3b限定的形状的面积随着离开主表面1a的距离的增加而增大。在平行于主表面1a的平面中由内壁面3b限定的形状可以为圆形、椭圆形和多边形中的任何一种。
根据本发明的具有上述结构的半导体发光装置，用于反射来自LED芯片4的光线的内壁面3b甚至延伸到顶表面6a之上。另外，环氧树脂6的顶表面6a设置在相对较低的水平，这样可以抑制光线透过环氧树脂6时光线的衰减。还有，由于形成为板状的引线框1的高度较低，树脂部分3的高度可以增加，而内壁面3b可以设置成延伸到较高水平以反射从LED芯片4发射出的光线。相应地，可以适当地控制从LED芯片4发射出的光线的方向，以从半导体发光装置中获得高亮度的光线。
第二实施方式参见图7，第二实施方式中的半导体发光装置与第一实施方式中的半导体发光装置的不同点在于引线框1的形状。在下述说明中，其相同的结构不再重复进行说明。
凹陷30形成在引线框1的主表面1a上的区域10中(参见图2)。LED芯片4通过银膏7设置在凹陷30的底表面上。从LED芯片4的顶表面上延伸出来的金属线5的另一端部5q连接到凹陷30的底表面上。凹陷30的侧壁具有倾斜角度，这样凹陷30在主表面1a的开口面积大于凹陷30的底表面的.面积。
环氧树脂6设置成以覆盖LED芯片4和金属线5。在本实施方式中，由于LED芯片4设置在相对低的水平，环氧树脂6的顶表面6a与第一实施方式相比设置在相对较低的水平。
在根据本发明第二实施方式中的半导体发光装置中，引线框1包括作为第二凹陷的设置在区域10的凹陷30，LED芯片4设置在凹陷30中。
根据采用上述结构的半导体发光装置，其也可以获得与第一实施方式相似的技术效果。另外，凹陷30的侧壁作为用于反射从LED芯片4发射出的光线的反射表面。由于LED芯片4设置在凹陷30的底表面上，这样在不改变树脂部分3的高度的情况下，内壁面3b从顶表面6a延伸到顶表面3a的距离增加。相应地，对从LED芯片4发射出来的光线的控制将变得更加便利。
第三实施方式参见图8，第三实施方式中的半导体发光装置与第一实施方式中的半导体发光装置的不同点在于金属线5连接到主表面1a上以及连接到LED芯片4的顶表面的线结合方式。在下述说明中，其相同的结构不再重复进行说明。
连接到LED芯片4的电极的金属线5的一个端部5p形成为线形状，而且与主表面1a相连的金属线5的另一端部5q形成为球形。将金属线5连接到预定位置的线结合通过下述方式实施将金属线5的另一端部5q球接合到主表面1a上，然后将金属线5的一个端部5p楔接合到LED芯片4的电极上。由此，形成在LED芯片4的顶表面的侧部的金属线5的环形形状的尺寸可以减小。
环氧树脂6设置成以覆盖LED芯片4和金属线5。此时，由于金属线5的环形形状的尺寸制作得比较小，环氧树脂6的顶表面6a形成在比第一实施方式处较低水平的位置。
在本实施方式中，金属线5的楔接合端部5p和LED芯片4的电极之间的连接强度稍微降低，可能不会获得满意的工作可靠性(例如回流阻力或热循环的阻力)。在这种情况下，可以从金属线5的楔接合端部5p上球接合附加金属以增强上述连接。也可以在已经进行过球接合的金属线5的另一端部5q上实施球接合。
在根据本发明第三实施方式的半导体发光装置中，金属线5的一个端部5p形成为线形状，而金属线5的另一端部5q形成为球形状。一个端部5p设置有球形金属以将金属线5夹在球形金属和LED芯片4之间。
根据采用上述结构的半导体发光装置，其可以获得上述第一实施方式所获得的技术效果。另外，由于金属线5的一个端部5p楔接合到LED芯片4的电极上，这样在不改变树脂部分3的高度的情况下，内壁面3b从顶表面6a延伸到顶表面3a的距离增加。相应地，便于对从LED芯片4发射出来的光的方向性进行控制。
第四实施方式参见图9，在根据本发明第四实施方式的半导体发光装置中，LED芯片71，72和73按照第一到第三实施例中所述的任何一种方式分别固定到引线框51，52和53的主表面上。
LED芯片71，72和73为分别发射蓝、红和绿光的芯片。LED芯片71、72和73设置成彼此靠近，大致对应于三角形的顶点。引线框51、52、53上设置LED芯片71、72和73的部分分别通过狭缝形凹槽彼此分隔开来。此种将发射不同颜色的LED芯片紧密设置的方式形成全色半导体发光装置。
引线框51、52、53从设置LED芯片71、72和73的各个部分沿不同方向延伸(如图中箭头41、42和42所示)。引线框51、52、53形成为引线框51和53的主表面的面积每个均大于引线框52的主表面的面积。
引线框81设置在引线框51和52之间，引线框83设置在引线框52和53之间，引线框82设置在引线框53和51之间。金属线61、62、63分别电连接引线框81和LED芯片71、引线框82和LED芯片72以及引线框83和LED芯片73。
根据本发明第四实施方式的半导体发光装置包括分别作为发射红色、蓝色和绿色光的半导体发光元件的LED芯片71、72和73，和LED芯片71、72和73分别设置于其上且彼此间隔的三个引线框51、52、53。引线框51、52、53彼此沿不同方向延伸。
设置有分别发射蓝光和绿光的LED芯片71和73的引线框51和53的主表面的面积大于设置发射红光的LED芯片72的引线框52的主表面的面积。
根据具有上述结构的半导体发光装置，全色半导体发光装置也可以获得第一到第三实施方式中的技术效果。特别是，如第一实施方式所述，引线框51、52、53上待形成狭缝形凹槽的部分制作得较薄，这样其可以加工成使狭缝形凹槽具有较窄的宽度。由此，LED芯片71、72和73可以被设置成彼此靠近，相应地，可以提高半导体发光装置的色彩混合的效率。
另外，引线框51、52、53彼此沿不同方向延伸。由此，由LED芯片71、72和73产生的热量能够被耗散，从而可以获得高效的热辐射效率。还有，考虑到由发射绿光和蓝光的LED芯片71和73产生大量的热量，设置LED芯片71和73的引线框51和53的主表面的面积分别大于设置发射红光的LED芯片72的引线框52的主表面的面积。相应地，由LED芯片71、72和73产生的热量能够通过引线框51、52、53均匀地释放出去。
本发明能够特别有效地适用于设置有多个LED芯片的全色半导体发光装置，在此发光装置中产生大量的热量。根据本发明，光线的发散角度可以根据设置内壁面3b的形状容易地变窄。由此，即使在全色半导体发光装置中，可以在不影响光线混合效率的情况下增加发出光线的亮度。虽然可以设置棱镜以调节光线的发散角度，同时提高光线的混合效率非常困难。此外，棱镜的设置将不利地增加作为成品的半导体发光装置的高度。
第五实施方式参见图10，设置有照相机的移动电话84包括对应于第四实施方式中的半导体发光装置的半导体发光装置86。
液晶显示屏90、用于CCD(电荷耦合装置)的视窗89、用于发光装置的视窗87形成在壳体85的前表面上。安装板92设置在壳体85中。液晶91、CCD88和半导体发光装置86设置在安装板92上分别与液晶显示屏90、CCD视窗89、发光装置视窗87相对。除了液晶91、CCD88和发光装置86之外，还设置有诸如IC芯片的电子元件93设置在安装板92上。
在本发明中装配有照相机的移动电话84中，半导体发光装置86用作辅助光源以利于在黑暗地方对客体进行照相。具体地说，设置在半导体发光装置86中的三个LED芯片发出蓝色、红色和绿色光线，从而以白色光线照射客体。由此，可以对强光照亮的客体进行照相，然后将其作为电子数据存入到CCD88中。
在装配有照相机的移动电话84中，半导体发光装置86设置成使客体被均匀的光线照亮。
参见图11，预定尺寸的参考平面设置在离开装配有照相机的移动电话84预定距离的位置。此参考平面表示通过装配有照相机的移动电话84拍摄的客体的范围。在本实施方式中，竖直方向上的尺寸为60cm且水平方向上的尺寸为50cm的参考平面96设置在离开装配有照相机的移动电话84的光源距离为50cm的位置。
装配有照相机的移动电话84的半导体发光装置86设置成，当光线从装配有照相机的移动电话84中射向参考平面96的中心97时，在参考平面96的每个角98处测量的亮度不低于在中心97处测量的亮度的50％。例如，当在中心处测量的亮度为30lux(勒克斯)时，在每个角98处测量的亮度不低于15lux。
根据本发明第五实施方式的作为电子图像拾取装置的装配有照相机的移动电话84包括半导体发光装置86。当矩形形状的参考平面96设置在离开半导体发光装置86预定距离的位置时，在来自半导体发光装置86的光线的照明下，参考平面96每个角处的亮度不小于参考平面96中心处的亮度的50％。
根据具有上述结构的装配有照相机的移动电话84，基于第四实施方式中描述的效果，从半导体发光装置86中发出的光线可以容易地加以控制。相应地，可以实现在被拍摄的客体所在的参考平面具有极小的亮度差异的需求拍摄条件。
第六实施方式参见图12和图13，其中图13为部分截面图，根据本发明第六实施方式的半导体发光装置201，如第四实施方式中的半导体发光装置的情况一样，其具有固定在引线框1的主表面1a上的三个LED芯片4。
引线框1设置有多个从主表面1a的外周突出的引线端子210。引线端子210从树脂部分3中向外露出，而每一个沿离开主表面1a的外周的方向(如图中箭头202所示)从彼此相互间隔开的位置延伸。引线端子210包括形成于相对靠近主表面1a的外周的位置的基部211，形成于相对远离主表面1a的外周的位置的末端部分212，并且在突出的引线端子210的末端具有端表面213。端表面213在与箭头202所表示的引线端子210延伸的方向垂直的平面内延伸。
基部211宽度为B2，末端部分212和端表面213具有比宽度B2窄的宽度B1。具体地说，引线端子210在远离主表面1a的外周的末端位置形成的比靠近主表面1a的外周的底边薄一些。
端表面213的面积设置成小于当基部211被垂直于如肩头202所示方向的平面所切割所获得的截面的面积(如图13中阴影部分214所示)。
下面，将对图12中所示的半导体发光装置的制造方法进行说明。
参见图14和图15，首先，制备引线框基础部件241，在此，已经形成预定形状的引线框例如在树脂部分3中通过夹物模压制成，而多个LED芯片4固定到引线框基础部件241上(S231)。接下来，执行线接合操作(S232)以通过金属线将安装的LED芯片4的电极连接到引线框基础部件241的表面上，然后，采用环氧树脂6进行密封(S233)。
之后，采用例如锡(Sn)和铋(Bi)或锡(Sn)和铅(Pb)(焊接电镀)对引线端子210进行电镀(S234)。在此步骤结束，具有多个设置成矩阵的形式的半导体发光装置201完成，如图15所示。
接下来，采用压力机沿设置在直线方向上的多个末端部分212切割(即沿双点画线242)引线框基础部件241。由此，多个半导体发光装置201从引线框基础部件241上切割出来，而对应由模具形成的切割表面的端表面213形成在各个末端部分212上。然后，半导体发光装置201经过测试步骤(S236)，然后执行分接步骤(S237)以使半导体发光装置便于运输。在根据本发明的第六实施方式的半导体发光装置201中，引线框1包括分别从从主表面1a的外周突出并沿预定方向延伸的引线端子210。引线端子210具有末端部分212，末端部分212具有形成在沿预定方向延伸的末端部分处的端表面213，位于主表面1a的外周和末端部分212之间的基部211。引线端子210形成为以使端表面213的面积小于基部211沿平行于端表面213的平面的横截面积。引线端子210在基部211具有作为第一宽度的宽度B2，在末端部分212处具有小于宽度B2的作为第二宽度的宽度B1。形成在末端部分212处的端表面213对应于通过预定切割工具形成的切割表面。
根据本发明第六实施方式的半导体发光装置201的制造方法包括制备其上形成有多个半导体发光装置201的引线框基础部件241的步骤；通过在末端部分212处切割引线框基础部件241以从引线框基础部件241上切割出多个半导体发光装置201的步骤。
根据上述半导体发光装置及其制造方法，在图14所示的步骤235中，端表面213形成为通过模具形成的切割表面。这样，作为引线框1材料的金属例如铜在端表面213处被暴露并被氧化，从而相对于焊剂浸润度降低。但是，在本发明中，引线端子210形成为以使端表面213的面积相对小一些，这样，此种负面影响将被降低到最低可能的水平。另外，形成在基部211和末端部分212之间的阶梯部分221起到用作容纳过多施用的焊剂的空间，由此，出现焊接球或者类似物的情况得到抑制。基于上述原因，根据本发明，当将半导体发光装置201固定到印刷电路板或类似物上时，可以对引线端子210实施满意的焊接过程。
另外，与引线端子210形成为从基部211到末端部分212具有均匀宽度的情况相比，在S235步骤中进行切割所需要的作用力减小。这使模具简化，并且使压力机的尺寸减小。采用相同容量的压力机可以同时切割大量的半导体发光装置201。相应地，可以提高半导体发光装置201的生产效率。
虽然已经对本发明进行了详细的描述和说明，需要明确的是上述说明仅具有示例性意义，而不具有限制性意义，本发明的主题精神和保护范围仅由附属权利要求进行限定。
权利要求
1.一种半导体发光装置，包括具有主表面(1a)的引线框(1)，所述主表面中限定有第一区域(10)和沿所述第一区域(10)的外周延伸的第二区域(20)；设置在所述第一区域(10)的半导体发光元件(4)；第一树脂部件(6)，其相对于从所述半导体发光元件(4)发射出来的光线具有第一折射率，并且设置在所述第一区域(10)以完全覆盖所述半导体发光元件(4)；第二树脂部件(3)，其相对于从所述半导体发光元件(4)发射出来的光线具有大于所述第一折射率的第二折射率，并且设置在所述第二区域(20)以围绕所述半导体发光元件(4)；其中所述第一树脂部件(6)包括第一顶表面(6a)；以及所述第二树脂部件(3)包括第二顶表面(3a)，其设置在离开所述主表面(1a)的距离大于从所述主表面(1a)到所述第一顶表面(6a)之间的距离的位置处，和内壁面(3b)，其设置在所述半导体发光元件(4)定位的侧面，并沿远离所述主表面(1a)的方向延伸以到达所述第二顶表面(3a)。
2.根据权利要求1所述的半导体发光装置，还包括金属线(5)，其一个端部(5p)连接到所述半导体发光元件(4)，另一端部(5q)连接到所述所述主表面(1a)上，并且所述第一树脂部件(6)设置成完全覆盖所述金属线(5)。
3.根据权利要求2所述的半导体发光装置，其特征在于所述一个端部(5p)形成为线形，而所述另一端部(5q)形成为球形。
4.根据权利要求2所述的半导体发光装置，其特征在于所述一个端部(5p)设置有球形金属以将所述金属线(5)夹在球形金属和所述半导体发光元件(4)之间。
5.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其特征在于包括分别发射红、蓝和绿色光线的所述半导体发光元件(72、71和73)，和三个彼此间隔开来并且分别设置所述三个半导体发光元件(72、71和73)的所述引线框(52、51和53)，引线框(52、51和53)彼此沿不同方向延伸。
6.根据权利要求5所述的半导体发光装置，其特征在于设置有分别发射蓝色和绿色光线的所述半导体发光元件(71和73)的所述引线框(51和53)的所述主表面的面积分别大于设置有发射红色光线的所述半导体发光元件(72)的所述引线框(52)的所述主表面的面积。
7.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其特征在于所述引线框(1)包括由狭缝状凹槽(1m)分隔开的部分(1t)，且所述部分(1t)形成为比所述引线框(1)的其它部分薄一些。
8.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其特征在于所述引线框(1)形成为沿一个平面延伸的板形状。
9.根据权利要求8所述的半导体发光装置，其特征在于所述引线框(1)包括第一凹陷(15)，其形成于相对于主表面(1a)的相对表面(1b)并填充有树脂(8)，而电连接到固定板的端子部分(9)设置在所述相对表面(1b)上位于所述第一凹陷(15)的各个侧面上。
10.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其特征在于所述引线框(1)包括形成在所述第一区域(10)的第二凹陷(30)，而所述半导体发光元件(4)设置在所述第二凹陷(30)中。
11.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其特征在于所述引线框(1)由热传导率不小于30W/mK且不大于400W/mK的金属制成。
12.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其特征在于所述第二树脂部件(3)形成为以使在平行于所述主表面(1a)的平面上由所述内壁面(3b)限定的形状的面积随着离开所述主表面(1a)的距离的增加而增大。
13.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其特征在于在平行于所述主表面(1a)的平面中由所述内壁面(3b)限定的形状为圆形、椭圆和多边形中的一种。
14.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其特征在于所述引线框(1)包括从所述主表面(1a)的外周突出并沿预定方向延伸的引线端子(210)，且所述引线端子(210)具有末端部分(212)，其具有形成于沿所述预定方向延伸的末端部分处的端表面(213)；和定位在所述主表面(1a)的外周和所述末端部分(212)之间的基部(211)；以及所述引线端子(210)形成为以使所述端表面(213)的面积小于所述基部(211)沿平行于所述端表面(213)的平面内的截面的面积。
15.根据权利要求14所述的半导体发光装置，其特征在于所述引线端子(210)在所述基部(211)具有第一宽度和在末端部分(212)具有小于所述第一宽度的第二宽度。
16.根据权利要求14所述的半导体发光装置，其特征在于所述端表面(213)对应于由预定切割工具形成的切割表面。
17.一种制造权利要求16所述的半导体发光装置的方法，包括步骤制备其上具有多个半导体发光装置(201)的引线框基件(241)；以及通过在所述末端部分(212)切割所述引线框基件(241)以从所述引线框基件(241)中切割出多个所述半导体发光装置(201)。
18.一种电子图像拾取装置，其包括如权利要求1所述的半导体发光装置(86)。
19.根据权利要求18所述的电子图像拾取装置，其特征在于当矩形形状参考平面(96)设置在离开所述半导体发光装置(86)预定距离时，被从所述半导体发光装置(86)发射出来的光线所照明的所述参考平面(96)的各个角处的亮度不低于所述参考平面(96)的中心处亮度的50％。
全文摘要
本发明提供一种半导体发光装置，包括具有主表面(1a)的引线框(1)；LED芯片(4)；设置成完全覆盖LED芯片(4)的环氧树脂(6)；以及设置成围绕LED芯片(4)的树脂部分(3)。环氧树脂(6)包括顶表面(6a)。树脂部分(3)包括顶表面(3a)，其设置在离开主表面(1a)的距离大于从主表面(1a)到顶表面(6a)的距离位置，以及内壁面(3b)，其设置在LED芯片(4)定位的侧面上并且沿离开主表面(1a)的方向延伸以到达顶表面(3a)。由此，此半导体发光装置具有优良的热传导率，并且能够对光线的方向进行适当的控制。另外，本发明还提供一种上述半导体发光装置的制造方法及一种电子图像拾取装置。
文档编号H01L25/075GK1523681SQ20041000373
公开日2004年8月25日 申请日期2004年2月4日 优先权日2003年2月18日
发明者竹中靖二 申请人:夏普株式会社