专利名称：半导体发光器件和平面光源的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体发光器件，和包括该半导体发光器件的平面光源。
背景技术：
图4示出表面组装半导体发光器件100。如图4所示，该表面组装
半导体发光器件100包括基础部分102;发光二极管芯片105;以及
树脂部分103。在该基础部分102的上表面中形成凹形部分。该发光二 极管芯片105用作通过焊接固定在该凹形部分的底表面上的发光元件。 该树脂部分103覆盖发光二极管芯片105。基础部分102包括包含金属 的散热板106，发光二极管芯片105通过焊接固定在该散热板106上， 和环绕该散热板106的环绕主体104。在这种情况下，该环绕主体104 包括基础部分的102的侧壁部分109。引出端子(lead terminal) 107从 彼此相对的环绕主体104的一对侧表面引出，并且经由相应的电线108 电连接于发光二极管芯片105。半导体发光器件100和导光板的组合构 成了用在，例如，用于液晶显示器的背光的平面光源。在该平面光源 中，基础部分102的侧壁109的上表面109a设置成与导光板的光入射 表面相对，使得从发光二极管105发射的光经由树脂部分103进入导 光板的光入射表面。进入导光板的光从导光板的一个主表面输出到导 光板的外面。为了得到从半导体发光器件发出的光的准确的方向性， 以便提高从导光板的主表面发射到外面的光的亮度，覆盖发光二极管 芯片105的树脂部分103的上表面103a设置成基本与侧壁部分109的上表面109a齐平，或者树脂部分103从侧壁部分109的上表面109a 突起，使得上表面103a设置在侧壁部分109的上表面109a的上侧(高 于该上表面109a) 。 JP-A-2007-041471描述了这种平面光源。
在该平面光源中，基于下面的原因，半导体发光器件设置在导光 板的附近。
(1) 当在半导体发光器件和导光板之间设有间隙或空腔(下文中 称为"空腔部分")时，由于存在于空腔中的空气层的折射率和树脂 部分的折射率之间的差，光被折射，因此进入导光板中的光的量减少。 结果，难以获得从导光板的一个主表面输出到外部的光的所希望的亮 度。
(2) 当在半导体发光器件和导光板之间设置空腔部分时，平面光 源的表面尺寸变大。
但是，当半导体发光器件设置在导光板附近时，发光二极管芯片 的发光性能变差。发光性能变差的原因是，在半导体发光器件中，半 导体发光器件的树脂部分被发光二极管芯片产生的热所加热，因此树 脂部分可能很容易地并且受热地膨胀。当半导体发光器件的树脂部分 热膨胀，并且然后热膨胀的树脂部分与导光板的光入射表面接触时， 由于导光板比半导体发光器件的树脂部分更硬，压力(depression force) 通过半导体发光器件的膨胀的树脂部分施加于发光二极管芯片。结果， 在发光二极管芯片中可能产生能够使发光性能变差的机械应力，此外， 连接的电线可能被切割或从电极剥落。
而且，在多个半导体发光器件与导光板的光入射表面平行设置的 情况下，如果多个半导体发光器件的树脂部分的上表面的凸出程度在 制造步骤中是波动的，那么当半导体发光器件的树脂部分热膨胀时， 其凸出程度比较小的一些半导体发光器件不与导光板的光入射表面相接触，而其凸出程度比较大的另一些半导体发光器件可能与导光板的 光入射表面相接触。结果，在半导体发光器件与导光板的光入射表面 相接触的部分，电容部分消失，因此，被导光板从半导体发光器件所 接收的光增加。结果，平面光源的亮度根据半导体发光器件的位置而 波动。因此，这种平面光源的显示器等级可能降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种半导体发光器件和平面光源，其能够解 决上述技术问题。
根据本发明的一方面，提供一种半导体发光器件，包括具有形 成在其一个主表面上的凹形部分的基础部分；和安装在该基础部分的
凹形部分的底表面上的发光元件，其中所述基础部分包括环绕该发光 元件的侧壁部分，其中用填充在凹形部分中的树脂部分覆盖发光元件， 并且该树脂部分的上表面的至少一部分位于比侧壁部分的上表面更靠 近凹形部分的底表面。
根据本发明的另一方面，提供一种平面光源，包括半导体发光 器件，其包括形成在其主表面之一中的凹形部分的基础部分；和安 装在该基础部分的凹形部分的底表面上的发光元件，其中基础部分包 括环绕该发光元件的侧壁部分，其中用填充在凹形部分中的树脂部分 覆盖该发光元件，并且其中该树脂部分的上表面的至少一部分设置成 比所述侧壁部分的上表面更靠近凹形部分的底表面；以及将从发光元 件发射的光引进到其中的导光板，其中，基础部分的侧壁部分的上表 面设置成与所述导光板的侧表面相对。
图1是示出根据本发明的实施例的半导体发光器件的剖视图； 图2是图1的半导体发光器件的透视图； 图3示出根据实施例的平面光源，以及图4示出相关技术的表面组装半导体发光器件。
具体实施例方式
下面，描述根据本发明的实施例的半导体发光器件。
如图1所示，根据本发明的实施例的半导体发光器件1包括包 含金属的支撑板6;发光二极管芯片5;引出端子7;电线8;以及环 绕主体4。发光二极管5用作固定在该支撑板6的上表面上的发光元件。
引出端子7设置成邻近支撑板6的侧表面，并且从支撑板6的侧面向 外侧延伸。电线8将发光二极管芯片5的上表面电极电连接于引出端 子7。环绕主体4覆盖引出端子7的一部分和支撑板6的侧表面。
图2示出完成的半导体发光器件1。在这个图所示的半导体发光器 件中，8个发光二极管5固定在支撑板6的上表面上，提供电连接于发 光二极管芯片5的16个引出端子7。支撑板6和外部环绕主体4形成 基础部分2。而且，如图2所示，在半导体发光器件l中，例如，多组 发蓝光的二极管可以设置为发光二极管芯片5。替换地，单个的发光二 极管可以设置为发光二极管芯片5，或者可以布置发蓝光的二极管和其 他发光二极管，例如发红光的二极管，其发射具有不同于发蓝光的二 极管的波长的波长的光。
支撑板6和引出端子7包含具有高导热性的金属，例如，铜、铝、 铜合金、铝合金等。如图2所示，基础部分2具有设置成彼此相对的 一对第一侧表面10，和一对第二侧表面11。该第二侧表面11形成在 该一对第一侧表面10之间，其长度短于第一侧表面10的长度。支撑 板6在平面图中具有大致矩形的形状。
支撑板6在其上表面中具有凹槽形状的凹形部分12a。该凹形部分 12a通过支持板6的上表面的中心侧，并且到达设置成彼此相对的第二 侧表面11。发光二极管芯片5固定在支撑板6的凹形部分12a的底表面6b上。支撑板6的一对第一侧表面10从凹形部分12a的底表面6b 向上延伸，以形成包括环绕主体4的一部分的侧壁部分9的一部分。 侧壁部分9具有倾斜面，使得相对面之间的距离朝着从底表面分开的 方向(向上的方向)增加。侧壁部分9用作能够改善光的方向性的反 射器，和发光二极管芯片5的这类部件。支撑板6的下表面从环绕主 体4的下表面露出到外面，使得从发光二极管芯片5产生的热能够在 较好的条件下辐射到外面。每个引出端子7的一端经由电线8电连接 于发光二极管芯片5的上电极或下电极，而其另一端从环绕主体4引 出到外面。
环绕主体4包括树脂，在该树脂中化合物(滤波材料)诸如，例 如，二氧化硅(silica)和氧化钛的包含比例比较大。例如，环绕主体4 包括白色树脂，其包含尼龙树脂或液晶聚合物。环绕主体4的四个侧 表面在支撑板6的上表面之上延伸，其限定用于环绕发光二极管芯片5 的侧壁部分9。具有光透射特性的树脂部分3设置在由侧壁部分9限定 的凹形部分中。
树脂部分3覆盖支撑板6的上表面、发光二极管芯片5、以及电线 8和引出端子7的上表面。当外部环绕主体4由具有光反射特性的诸如 包含尼龙树脂或液晶聚合物的白色树脂的材料形成时，与支撑板6的 凹形部分相类似，该外部环绕主体4可以用作能够改善发光二极管芯 片5的光学方向性的反射器。环绕主体4的凹形部分与限定基础部分2 的凹形部分12的支撑板6的凹形部分连续。具有光透射特性的树脂部 分3形成在这个凹形部分12中。
换句话说，基础部分2的凹形部分12包括由形成在支撑板6的 上表面中的凹槽部分所限定的凹形部分12a;和由从支撑板6的上表面 向上延伸的环绕主体4的内面所环绕的空间。第一侧表面10由环绕主 体4的内侧面4a和在凹形部分12a的支撑板6的内侧面6a限定，而第 二侧表面11由环绕主体4的内侧面4b限定。在图1所示的剖视图中，内侧面6a从凹形部分12a的底表面6b 向外倾斜。因此，内侧面6a能够向上反射从发光二极管芯片5发射的 光。在内侧面6a和底面6b之间形成的角度e优选为从30到60。，更 优选为52。左右。此外，在第二侧表面ll和底面6b之间形成的角度优 选约45°。内侧表面6a包含，例如，银(或银合金)，以具有高反射 率。由于第二侧表面11由包含白色树脂的环绕主体4的内侧面4b限 定，作为第一侧表面10的一部分的内侧面6a具有比第二侧表面11更 高的反射率。
树脂部分3包括具有高折射率和高光透射特性的树脂，并且覆盖 发光二极管芯片5和电线8。在本实施例的半导体发光器件1中，树脂 部分3包含耐热的硅酮树脂。结果，侧壁部分9和树脂部分3之间的 粘接性质很高。为了转换从发光二极管芯片5发射的光的波长，树脂 部分3包含磷。结果，从发光二极管芯片5发射的光与其波长已被磷 转换的光相混合，并且混合的光(例如，白光)能够通过树脂部分3 发射。
在本实施例的半导体发光器件1中，树脂部分3的上表面3a被设 置成比侧壁部分9的上表面9a更接近在支撑板6中形成的凹形部分的 底表面(即，树脂部分3的上表面3a被设置成比侧壁部分9的上表面 9a更低)。更具体地说，在本实施例的半导体发光器件1中，树脂部 分3的上表面3a形成这样的形状，其中上表面3a朝下侧弯曲，使得树 脂部分3的上表面3a的中心部分比其周边部分更接近发光二极管芯片 5的上表面。换句话说，在树脂部分3的上表面3a中，发光二极管芯 片5的四边投影在其上的区域的内侧位于比该投影区域的外侧低。
该实施例的半导体发光器件1的尺寸的一个例子如下: 树脂部分3的上表面3a的宽度(Wl) =4.23 mm; 支撑板6的宽度(W2) =2.4 mm;基础部分2的高度(HI) =2.5 mm; 支撑板6的高度(H2) =1.5 mm;以及
支撑板6在凹形部分12a的底表面6b的高度(H3) =1.0 mm。
树脂部分3的线膨胀系数的例子是不低于200 ppm / °C，但是不 高于350 ppm / °C，而支撑板6和环绕主体4的线膨胀系数的例子是 不低于20ppm/。C，但是不高于60ppm/ 。C。也就是说，与支撑板6 和环绕主体4相比，树脂部分3具有足够大的线膨胀系数。
图3示出包括半导体发光器件1的平面光源50。该平面光源50 包括半导体发光器件1和包含具有光透射特性的树脂的平面导光板51。 关于半导体发光器件1和导光板51，半导体发光器件1的基础部分2 的侧壁部分9的上表面9a设置成与导光板51的侧表面(即，光入射表 面)51a相对。反射板52设置在导光板51的下表面上。结果，被导光 板51从半导体发光器件1接收的光被反光板52反射，于是，被反射 的光从导光板51的上表面(一个主表面)输出到导光板51的外面。
在本实施例的半导体发光器件1中，由于树脂部分3的上表面3a 形成在比侧壁部分13的上表面的更低侧上，空腔部分53形成在树脂 部分3的上表面3a和导光板51的侧表面51a之间。结果，即使当树脂 部分3热膨胀时，膨胀的树脂3也不与导光板51的侧表面51a接触。 因此，压力不经由树脂3施加于发光二极管芯片5。结果，引起发光性 能变差的机械应力不施加于发光二极管芯片5。
而且，在半导体发光器件1的树脂部分3的上表面3a具有凸形形 状的情况下， 一个凸形形状的上表面可能与导光板51接触，而另一个 凸形形状的上表面可能不与导光板51接触。结果，可能发生平面光源 的亮度波动。但是，根据这个实施例，树脂部分3的上表面3a具有凹 形形状，并且这种凹形形状上表面3a不与导光板51接触，因此不发生 亮度波动。具体说，为了实现减少制造成本和纤薄的产品，需要变薄的导光 板。与这种需要相关，需要使平面发光源的宽度变窄。因此，支撑板6 的宽度需要变窄，因此从发光二极管芯片5产生的热从半导体发光器
件l适当地辐射到外面特别困难。结果，在树脂部分3的上表面3a与 侧壁部分9接触的点被定义为开始点时，树脂部分3的上表面3a在接 近发光二极管芯片5的中心侧很容易增高。即使当设置在发光二极管 芯片5之上的树脂部分3的上表面3a增高时，侧壁部分9的位置也比 树脂部分3的上表面3a的位置设置在上更侧上，因此，能够避免树脂 部分3的上表面3a的位置变成最高位置。因此，平面光源的宽度能够 变窄，并且能够提供适合于薄的导光板的平面发光源。
本发明不是仅限于上述实施例，而是可以修改。例如，在上述实 施例中，半导体发光器件1的侧壁部分9的上表面9a与导光板51的侧 表面51a稍微分开。替换地，上表面91a和侧表面51a两者可以彼此接 触。在这种替换例中，当树脂3热膨胀时，具有树脂部分3的上表面 3a可能与导光板51的侧表面51a接触的可能性。但是，由于树脂部分 3的上表面3a形成在比侧壁部分9的上表9a的更下侧，因此能够避免 大量压力施加在发光二极管芯片5上。而且，为了增强半导体发光器 件1的散热性，包含金属的散热板可以替换地设置在支撑板6的下表 面侧。
根据本发明的实施例，即便当树脂部分由于发光元件所产生的热 而膨胀时，树脂部分的上表面很难从侧壁部分的上表面向上伸出。因 此，当半导体发光器件与导光板组合以构造平面光源时，即便树脂部 分热膨胀，该树脂部分也不与导光板的光入射表面相接触，并且大的 压力不经由树脂部分施加于发光元件。结果，在发光元件中不产生导 致发光元件的发光性能变差的机械应力。
在根据本发明的实施例的平面光源中，能够在长的时间周期内获得半导体发光器件的稳定的发光性能。结果，能够实现具有高可靠性 的平面光源。此外，能够抑制平面光源的亮度根据平面光源的设置而 波动，因此能够提高该平面光源的显示器的等级。
权利要求
1. 一种半导体发光器件，包括具有形成在其主表面之一中的凹形部分的基础部分；和安装在所述基础部分的凹形部分的底表面上的发光元件，其中所述基础部分包括环绕所述发光元件的侧壁部分，其中用填充在所述凹形部分中的树脂部分覆盖所述发光元件，并且其中所述树脂部分的上表面的至少一部分设置成比所述侧壁部分的上表面更靠近所述凹形部分的底表面。
2.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述树脂部分的 上表面的整个部分不设置成比所述侧壁部分的上表面更远离所述凹形 部分的底表面。
3.根据权利要求l所述的半导体发光器件，其中在剖视图中，在 所述树脂部分的上表面和包含所述凹形部分的底表面的平面之间所限 定的高度朝着所述树脂部分的中心减小。
4.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述基础部分包括包含金属的支撑板；和环绕部分，该环 绕部分环绕所述支撑板并且包括从该支撑板的上表面向上延伸的延伸 部分，并且其中所述发光元件设置在该支撑板上。
5. 根据权利要求4所述的半导体发光器件， 其中所述环绕板具有形成在其上的凹槽部分，并且 其中所述发光元件设置在所述槽部分的底表面上。
6. —种平面光源，包括半导体发光器件，其包括具有形成在其主表面之一中的凹形部分的基础部分；和 安装在所述基础部分的凹形部分的底表面上的发光元件， 其中所述基础部分包括环绕所述发光元件的侧壁部分， 其中用填充在所述凹形部分中的树脂部分覆盖所述发光元件，并且其中所述树脂部分的上表面的至少一部分设置成比所述侧壁部分 的上表面更靠近所述凹形部分的底表面；以及将从所述发光元件发射的光引进到其中的导光板，其中，所述基础部分的侧壁部分的上表面设置成与所述导光板的
全文摘要
一种半导体发光器件，包括具有形成在其主表面之一上的凹形部分的基础部分；和安装在该基础部分的凹形部分的底表面上的发光元件。所述基础部分包括环绕该发光元件的侧壁部分。用填充在该凹形部分中的树脂部分覆盖该发光元件。该树脂部分的上表面的至少一部分设置成比该侧壁部分的上表面更靠近该凹形部分的底表面。
文档编号H01L33/48GK101425555SQ200810171279
公开日2009年5月6日 申请日期2008年10月30日 优先权日2007年11月2日
发明者佐野武志, 塚越功二, 星野匡纪 申请人:三垦电气株式会社