专利名称：半导体发光器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体发光器件。更具体地说，本发明涉及其中发光 元件设置在基部的凹部中的半导体发光器件。
背景技术：
JP-A-2003-46133公开了一种半导体发光器件。该半导体发光器件 包括固定在基部的凹部上的发光二极管芯片，并且该凹部用树脂填充。 凹部的开口部分用包含荧光粉的(phosphor contained)树脂层封闭，gai 包含荧光粉的树脂层包含波长变换物质(wave converting substance)。
发明内容
近来，在这个技术领域中需要高亮度的半导体发光器件，而亮度 的增加导致发光二极管芯片的发热量增加。如上所述，用树脂填充凹 部的内部空间。因此，填充在树脂填充部分中的树脂可能由于从发光 二极管芯片产生的热量而膨胀。树脂的膨胀改变发光二极管芯片的表 面和包含荧光粉的树脂层之间的距离，这引起颜色波动。
还有，半导体发光器件可能用在户外场所。在这种情况下，半导 体发光器件可以用在包含诸如硫的比较大量杂质的大气环境下。在这 种使用环境下，当杂质出现在大气中时可能进入树脂填充部分的内部， 这可能使基部的反射镀层(plate)部分变差。反射镀层部分的变差降 低半导体发光器件获得光的效率并且改变波长，这使半导体发光器件的可靠性变差，降低亮度。
本发明的一方面的目的是提供一种半导体发光器件，其能够减少 由树脂的膨胀所引起的树脂填充部分的变差。本发明的另一方面的目 的是提供一种半导体发光器件，其能够防止出现在大气环境中的杂质 进入树脂填充部分的内部。
根据本发明的一方面，提供一种半导体发光器件，包括具有凹 部的基部；设置在该凹部中的发光元件；填充在该凹部中的树脂；以 及包含荧光粉的树脂层，该包含荧光粉的树脂层包含波长变换物质并 且设置成封闭凹部的开口部分，其中，包含荧光粉的树脂层具有比填 充在凹部的树脂低的热膨胀系数。
根据本发明的另一方面，提供一种半导体发光器件，包括具有 凹部的基部；设置在该凹部中的发光元件；填充在该凹部中的树脂； 以及包含荧光粉的树脂层，该包含荧光粉的树脂层包含波长变换物质 并且设置成封闭凹部的开口部分，其中，包含荧光粉的树脂层具有比 填充在凹部的树脂高的交联密度。
图1是示出根据本发明实施例的半导体发光器件的剖视图。
具体实施例方式
如图1所示，根据本发明实施例的半导体发光器件包括具有凹 部3的基部1，该凹部3限定其内部空间并具有开口部分；设置在该凹 部3的内部空间中的发光二极管芯片2;树脂填充部分4，其包括填充 在从该凹部3的内底壁到开口部分所形成的区域中的树脂；以及包含 荧光粉的树脂层6,该包含荧光粉的树脂层6包含波长变换物质并且设 置成封闭凹部3的开口部分。基部1包括具有高导热特性的材料，例 如，铜(Cu)、铝(Al)、铜合金、铝合金等。发光二极管芯片包括诸如氮化物半导体元件的半导体发光元件。例如，包含氮化镓的发蓝 光的二极管可以用作半导体发光元件。
树脂填充部分4包括碳氟聚合物和诸如二甲基硅酮树脂的硅酮树 脂。二甲基硅酮树脂和碳氟聚合物都具有高透明性和高折射率，因此
能够以较高的效率将从发光二极管芯片2发射的光引出到半导体发光
器件的外面。
包含荧光粉的树脂层6包括荧光粉(phosphor)和混合树脂。混合 树脂的例子包括硅酮(silicone)和环氧树脂，或硅酮和丙烯酸树脂。 当包含荧光粉的树脂层6的特性与树脂填充部分4的特性进行比较时， 包含荧光粉的树脂层6的热膨胀系数低于树脂填充部分4的热膨胀系 数，并且包含荧光粉的树脂层6的交联密度高于树脂填充部分4的交 联密度。结果，即便当树脂填充部分4在高温氛围下膨胀并且变形时， 封闭凹部3的开口部分的包含荧光粉的树脂层6也能够几乎不膨胀并 且能够几乎不变形。结果，能够抑制树脂填充部分4膨胀和变形，因 此发光二极管的波长不脱离所希望的波长。
填充在包含荧光粉的树脂层6中的荧光粉包括能够发绿光、蓝光、 红光和黄光的多种荧光粉。在本发明的实施例中，在与氮化物半导体 发光元件的组合中，荧光粉能够发白光。 一般而言，与其他发光元件 相比，氮化物半导体发光元件具有较大的发热量的特性，并且对树脂 填充部分4的变形产生很大的不利影响。但是，在这个实施例中，能 够充分保证树脂填充部分4的高质量，并且使发出的光的波长稳定。 结果，这个实施例的半导体发光器件能够发白光，与相关技术的半导 体发光器件相比，该白光具有较小的颜色波动。
反射镀层部分5设置在基部1的凹部3的内壁上。例如，反射镀 层5通过用银或含银的材料镀内壁而形成。但是，半导体发光器件可 能用在户外场所。汽车的废气以基本不可避免的方式包含硫。在通用目的半导体发光器件用在包含大量硫的气氛中的情况下，银能够与硫
发生反应以生成硫化银(Ag2S)。硫化银具有阴暗的黑色，因此，要 获得银所具有的原始反射实际上很困难。但是，根据该实施例，由于 包含荧光粉的树脂层6的交联密度高于树脂填充部分4的交联密度， 因此能够抑制硫进入树脂填充部分4。结果，反射镀层部分5能够保持 优异的反射特性。
树脂填充部分4的热膨胀系数是，例如，250至270卯m / 。C， 并且其密度为2至3.5 g/cm3。而且，包含荧光粉的树脂层6的热膨胀 系数是，例如，70至75ppm/。C，其密度为4至7 g/cm3。该实施例 的半导体发光器件通过选择树脂来满足这个范围，能够有效地实现。
根据本发明的实施例，通过将具有低膨胀系数的物质混合到设置 在凹部3的内部空间中的包含荧光粉的树脂层6中，能够避免由树脂 填充部分4的膨胀引起的变形。由于在包含荧光粉的树脂层6中混合 膨胀系数比树脂填充部分4低的物质，即便当树脂填充部分4在高温 气氛下膨胀并变形时，封闭开口部分的包含荧光粉的树脂层6也能够 几乎不膨胀并且能够几乎不变形。结果，能够抑制树脂填充部分4的 膨胀和变形。此外，由于上述包含荧光粉的树脂层6的分子耦合 (molecular coupling)形成为比树脂填充部分4的分子耦合更紧密，因 此能够避免包含在大气中的进入杂质侵入树脂填充部分中。
根据本发明的实施例，由于包含荧光粉的树脂层6的热膨胀系数 低于树脂填充部分4的膨胀系数，因此能够抑制树脂填充部分4的变 形。结果，能够抑制通过包含荧光粉的树脂层6的光的波长发生变化， 因此能够抑制颜色波动。而且，能够抑制杂质进入半导体芯片和反射 镀层中。结果，能够提供具有高可靠性的这种半导体发光器件。
应当理解，为了说明本发明的发明构思，上述实施例仅仅被当作 例子，因此，不限制本发明的范围。
权利要求
1. 一种半导体发光器件，包括具有凹部的基部；设置在所述凹部中的发光元件；填充在所述凹部中的树脂；以及包含荧光粉的树脂层，该包含荧光粉的树脂层包含波长变换物质，并且设置成封闭所述凹部的开口部分，其中，所述包含荧光粉的树脂层具有比填充在所述凹部中的所述树脂低的热膨胀系数。
2. 根据权利要求1的半导体发光器件，其中所述包含荧光粉的树脂层具有比填充在所述凹部中的所述树脂高的交联密度。
3. 根据权利要求1的半导体发光器件，其中所述发光元件包括氮 化物半导体发光器件。
4. 根据权利要求1的半导体发光器件，还包括设置在所述凹部中 的反射部分，其被构造成反射从所述发光元件发射的光。
5. 根据权利要求4的半导体发光器件，其中所述反射部分包含银。
6. —种半导体发光器件，包括 具有凹部的基部； 设置在所述凹部中的发光元件； 填充在所述凹部中的树脂；以及包含荧光粉的树脂层，该包含荧光粉的树脂层包含波长变换物质， 并且设置成封闭所述凹部的开口部分，其中，所述包含荧光粉的树脂层具有比填充在所述凹部中的所述 树脂高的交联密度。
7. 根据权利要求6的半导体发光器件，其中所述发光元件包括氮 化物半导体发光器件。
8. 根据权利要求6的半导体发光器件，还包括设置在所述凹部中 的反射部分，其被构造成反射从所述发光元件发射的光。
9. 根据权利要求8的半导体发光器件，其中所述反射部分包含银。
全文摘要
一种半导体发光器件，包括具有凹部的基部；设置在该凹部中的发光元件；填充在该凹部中的树脂；以及包含荧光粉的树脂层，该包含荧光粉的树脂层包含波长变换物质，并且被设置成封闭该凹部的开口部分。包含荧光粉的树脂层具有比填充在凹部中的树脂低的热膨胀系数。
文档编号H01L33/56GK101436633SQ20081016148
公开日2009年5月20日 申请日期2008年10月6日 优先权日2007年11月12日
发明者塚越功二 申请人:三垦电气株式会社