半导体发光装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种半导体发光装置。半导体发光装置（１０）具有放出波长在蓝光区到紫外光区的光的半导体芯片（１２）、和形成在光所通过的通过路径上的至少一部分区域中的密封部（１６）。密封部（１６）包含由包含基体材料（１６ａ）及微粒（１６ｂ）的复合材料构成的密封材料（１６ｄ）、和荧光材料（１６ｃ），该基体材料（１６ａ）由树脂构成；所述微粒（１６ｂ）由无机材料构成，已分散在该基体材料（１６ａ）中，所述微粒（１６ｂ）的有效粒径在基体材料（１６ａ）内部的光的波长的四分之一以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种将LED (Light Emitting Diode:发光二极管)
技术介绍
近年来，白光LED装置已被实用化，作为取代荧光灯的照明 部件备受关注。 人们开发出了采用氮化镓(GaN)化合物半导体的、发蓝光区 到紫外光区的光的LED芯片，这促进了白光LED装置的实用化。 利用发蓝光区到紫外光区的光的LED芯片得到白光的方法， 主要有两种(例如，参照非专利文献1。)第一，是利用蓝光LED芯片所 放射出的蓝光、和用蓝光激发铈掺杂钇铝石榴石(YAG:Ce)等荧光材料 来得到的黄光得到白光的方法；第二，是用发紫光区到紫外光区的光的 LED芯片所放射的光激发多种荧光材料，得到红、绿及蓝这些所谓的三原 色的光，来得到白光的方法。Y202S:Eu (简称为P22-RE3)被用作红光 用荧光材料。ZnS:Cu，Al (简称为P22'GN4)或(Ba， Mg)Al10O17:Eu, Mn (简称为LP-G3)被用作绿光用荧光材料。(Sr， Ca， Ba， Mg)n)(P04)6d2:Eu (筒称为LP-B1)或(Ba, Mg)AhoOi7:Eu (筒称为LP-B4)被用作蓝光用 荧光材料。 白光LED装置，是通过用密封用树脂材料将发蓝光区到紫外 光区的光的LED芯片和所述荧光材料封装化来实现的。作为代表性封装 方式，有将密封用树脂材料形成为炮弹型的结构(例如，参照非专利文献 2。)。 下面，参照图45,对具有炮弹型封装形状的现有白光LED装 置进行说明。 如图45所示，在现有例所涉及的白光LED装置100中，发蓝 光区到紫外光区的光的LED芯片102通过糊(paste)状银材料或糊状绝 缘材料等芯片固定用糊状材料103固定在芯片垫(die pad)部的底面上， 该芯片垫设置在第一引线框101A的一个端部并呈碗状。 在LED芯片102的上表面上，形成有第一电极104A和第二 电极104B。第一电极104A,通过第一金属线105A与第一引线框101A 电连接，第二电极104B通过第二金属线105B与和第一引线框IO]A配 成对的第二引线框101B电连接。 LED芯片102，被成形为炮弹状的树脂材料105密封。 一般用 环氧树脂或硅树脂等对可见光透明的树脂材料作为树脂材料105。在树脂 材料105中，混合有所述荧光材料106 (例如，参照专利文献1)。非专利文献l:只友一行及其他著《三菱电线工业时报》第99号、2002 年7月、第35到第41页非专利文献2:杉本胜及其他著《松下电工技报》第53号、No.l、 第4到第9页专利文献1:日本公开专利公报特开2004-71908号公报 专利文献2:日本公开专利公报特开2005-93724号公报 然而，在对上述现有白光LED装置100采用环氧树脂或硅树 脂作为密封用树脂材料105的情况下，会出现下述问题。 在采用环氧树脂的情况下，会有环氧树脂变为黄色的问题。就 是说，由LED芯片102放射出的、蓝光区到紫外光区的光使环氧树脂变 成黄色，使得白光LED装置IOO所发的发光亮度会减低，色调会变化。 鉴于此，密封用树脂材料105需要有耐光性和耐热性。 在芯片固定用糊状材料103由树脂构成的情况下，LED芯片 102所放射的光会使芯片固定用糊状材料103变色，使得发光亮度会减低， 光强度会恶化。这也是一个问题。 而且，从外部入射的、紫外光区的光也会使构成半导体发光装 置的树脂材料105及荧光材料106恶化，甚至还会使由树脂构成的芯片固 定用糊状材料103恶化。这也是一个问题。另一方面，硅树脂有下述问题，即因为与环氧树脂相比，硅树脂的的光折射率更低，所以LED芯片102所放射的光容易发生全反射， 使得从LED芯片102提取的光提取效率较低(例如，参照专利文献2。)。 补充说明一下，因为和LED芯片(特别是氮化镓半导体)的 折射率比较起来，环氧树脂的折射率非常低，所以即使在使用环氧树脂的 情况下，也不应该算是光提取效率足够高。 不仅仅是发出发光波长在蓝光区到紫外光区的光的LED芯片， 发光波长比蓝光长的LED芯片也不应该算是光提取效率足够高。
技术实现思路
本专利技术，正是为解决所述问题而研究开发出来的。其目的在于 谋求对形成有发光元件的半导体芯片进行密封的密封材料的耐光性、耐热 性及光提取效率的提高。 为了达成上述目的，在本专利技术中设为下述结构，即使构成半 导体发光装置的密封部的基体材料包含由无机材料构成的、有效粒径在发 光波长的四分之一以下的粒子。 具体而言，本专利技术所涉及的第一半导体发光装置，包括放出波 长在蓝光区到紫外光区的光的半导体芯片，和形成在光所通过的通过路径 上的至少一部分区域中的密封部；密封部包含密封材料和荧光材料，该密 封材料由包含基体材料和粒子的复合材料构成，所述粒子由无机材料构成， 已分散在该基体材料中，所述粒子的有效粒径在基体材料内部的光的波长 的四分之一以下。 根据第一半导体发光装置，因为已分散在密封部的基体材料中 的粒子由无机材料构成，所以与不包含所述由无机材料构成的粒子的情况 相比密封部的耐光性和耐热性有所提高。而且，因为已分散在基体材料中 的粒子的有效粒径在半导体芯片所放射的光的波长的四分之一以下，所以 不会损害密封部的透明性，就是说不会对光提取效率造成不良影响。补充 说明一下，若粒子的大小充分地小于光的波长，就可以将分散有无机粒子 的复合材料看作没有折射率偏差的、均一的介质。若粒子的直径在光的波 长的四分之一以下，复合材料中的光的散射就只有瑞利散射，因而很少出 现透光性恶化的情况。 最好是这样的，在第一半导体发光装置中，密封部形成为覆盖 半导体芯片的周围。 这样，密封部的机械强度就很大，耐热性也有所提高，不易产 生密封部的剥离和裂缝。 最好是这样的，在第一半导体发光装置中，密封部形成为与半 导体芯片相接触。 在密封部和半导体芯片如上所述接触的情况下，与使密封部的 基体材料不包含粒子的结构相比密封部及半导体芯片相互间的热膨胀系数 之差更小，因此密封部也不易产生剥离及裂缝。 最好是这样的，在第一半导体发光装置中，密封部由第一密封 部和第二密封部构成，该第一密封部由密封材料构成；该第二密封部形成在该第一密封部的外侧，包含荧光材料。 如上所述，通过将由为复合材料的密封材料构成的第一密封部 配置在离半导体芯片较近而因此光密度较高的部分，能够实现从半导体芯 片提取的、很高的光提取效率，并能够得到很强的耐光性和耐热性。而且， 通过将透明性强于复合材料并且包含荧光材料的第二密封部配置在离半导 体芯片较远而因此光密度较低的部分，能够提高第二密封部的透光性。其 结果是，能够提高从半导体发光装置提取的光提取效率。 最好是这样的，在第一密封部由复合材料构成的情况下，所述 半导体发光装置还包括设置在第一密封部中的半导体芯片的至少下方及侧 边、让光反射的反射部件。 这样，含在构成位于半导体芯片一侧的第一密封部的复合材料 中的粒子就如下所述使蓝光区到紫外光区的光谱衰减，红光区等短波长一 侧的光谱相对地增大。在本说明书中，将该现象称为过滤效应。通过利用 过滤效应，平均演色性指数(Ra)升高，能够降低色溫。 再说，在该情况下，最好是这样的，密封材料是用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体发光装置，包括放出波长在蓝光区到紫外光区的光的半导体芯片，和形成在所述光所通过的通过路径上的至少一部分区域中的密封部，其特征在于：　　　　所述密封部包含密封材料和荧光材料，该密封材料由包含基体材料和粒子的复合材料构成，所述粒子由无机材料构成，已分散在该基体材料中，所述粒子的有效粒径在所述基体材料内部的所述光的波长的四分之一以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-8-5 228748/2005;JP 2006-6-14 164958/20061.一种半导体发光装置，包括放出波长在蓝光区到紫外光区的光的半导体芯片，和形成在所述光所通过的通过路径上的至少一部分区域中的密封部，其特征在于所述密封部包含密封材料和荧光材料，该密封材料由包含基体材料和粒子的复合材料构成，所述粒子由无机材料构成，已分散在该基体材料中，所述粒子的有效粒径在所述基体材料内部的所述光的波长的四分之一以下。2. 根据权利要求1所述的半导体发光装置，其特征在于 所述密封部形成为覆盖所述半导体芯片的周围。3. 根据权利要求1所述的半导体发光装置，其特征在于 所述密封部形成为与所述半导体芯片相接触。4. 根据权利要求l所述的半导体发光装置，其特征在于所述密封部由第 一 密封部和第二密封部构成，该第一密封部由所述密 封材料构成；该第二密封部形成在该第一密封部的外侧，包含所述荧光材 料。5. 根据权利要求4所述的半导体发光装置，其特征在于 所述半导体发光装置还包括反射部件，该反射部件设置在所述第一密封部中的所述半导体芯片的至少下方及侧边，让所述光反射。6. 根据权利要求5所述的半导体发光装置，其特征在于 所述密封材料是用具有透明性的糊状材料固定着所述半导体芯片、并且被所述反射部件支撑着的底层。7. 根据权利要求1所述的半导体发光装置，其特征在于所述密封部由第 一 密封部和第二密封部构成，该第 一 密封部由所述密 封材料构成；该第二密封部形成在该第一密封部的外侧； 所述粒子由吸收紫外光区的光的材料构成。8. 根据权利要求l所述的半导体发光装置，其特征在于所述密封部由第一密封部和第二密封部构成，该第一密封部包含所述荧光材料；该第二密封部形成在该第一密封部的外侧，由所述密封材料构 成。9. 根据权利要求4到8中的任一项所述的半导体发光装置，其特征 在于所述第一密封部及所述第二密封部的外形呈半球状。10. 根据权利要求4到8中的任一项所述的半导体发光装置，其特征 在于所述第一密封部的剖面外形呈四角形，所述第二密封部的外形呈半球状。11. 根据权利要求4到8中的任一项所述的半导体发光装置，其特征 在于所述第一密封部及所述第二密封部的剖面外形呈四角形。12. 根据权利要求4到8中的任一项所述的半导体发光装置，其特征 在于所述第一密封部的外形呈半球状，所述第二密封部的剖面外形呈四角形。13. —种半导体发光装置，包括放出光的半导体芯片，和形成在所述 光所通过的通过路径上的至少 一部分区域中的密封部，其特征在于所述密封部包含由包含基体材料和粒子的复合材料构成的密封材料， 所述粒子由无机材料构成，已分散在该基体材料中，所述粒子的有效粒径 在所述基体材料内部的所述光的波长的四分之一以下，并且，所述密封部 由覆盖所述半导体芯片的第 一密封部和形成在该第 一密封部的外侧的第二 密封部构成；所述第一密封部的、根据所述光的波长决定的第一折射率，高于所述 第二密封部的、根据所述光的波长决定的第二折射率。14. 根据权利要求13所述的半导体发光装置，其特征在于含在所述第 一 密封部中的所述粒子的組成和含在所述第二密封部中的 所述粒子的組成不同。15. 根据权利要求13所述的半导体发光装置，其特征在于 所述第一密封部中的所述粒子在所述复合材料中所占的比例，高于所述第二密封部中的所述粒子在所述复合材料中所占的比例。16. 根据权利要求13所述的半导体发光装置，其特征在于 所述第一密封部及所述第二密封部的外形呈半球状。17. 根据权利要求13所述的半导体发光装置，其特征在于 所述第一密封部的剖面外形呈四角形，所述第二密封部的外形呈半球状。18. 根据权利要求13所述的半导体发光装置，其特征在于 所述第一密封部及所述第二密封部的剖面外形呈四角形。19. 根据权利要求13所述的半导体发光装置，其特征在于 所述第一密封部的外形呈半球状，所述第二密封部的剖面外形呈四角形。20. —种半导体发光装置，包括放出光...

【专利技术属性】
技术研发人员：古池进，铃木正明，池田忠昭，永井秀男，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]