半导体发光装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体发光装置，该半导体发光装置搭载有在基片上层叠有包含Ｐ－Ｎ结的半导体层的ＬＥＤ芯片，并包括使该ＬＥＤ芯片电导通的支持体，该ＬＥＤ芯片被树脂覆盖。该ＬＥＤ芯片通过第一树脂固定在上述支持体的固定件面上，并且被第二树脂覆盖，第一树脂和第二树脂是同一树脂。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用氮化物系化合物半导体的发光装置。
技术介绍
作为把利用GaN、AlGaN、InGaN等氮化系化合物半导体的LED芯片作为发光元件包括的LED管，绿、青、白光等可视范围的LED管以及紫外光等短波长范围的LED管正在商品化。这些氮化物系的化合物半导体因为发光效率非常高而也被用于开发高辉度的LED管。这些LED管在用Ag膏将LED芯片固定在引线架上后用环氧树脂封装。LED管的可靠性主要由LED芯片本身的可靠性决定，而环氧树脂的耐气候性影响LED管的可靠性。例如包含在环氧树脂中的芳香族的碳-碳间的双键被热或波长短的可见光或紫外光的照射破坏，氧化后变黄，引起透光率下降，特别是在用上述的氮化物系化合物作半导体的情况下，因为放射出高能量的光，并且工作电压也升到3～5V，所以发热也增加。因此存在LED管的可靠性被模塑树脂的氧化变质损害的可能性大的这样的担心。为了把这样的担心作为具体的问题要点把握，而本申请人进行了在现有的LED管中的可靠性试验。在该试验中采用如下述的LED管在兰宝石基板上形成具有P-N结的氮化物系化合物半导体的多层膜、P型电极、N型电极，用Ag膏将在电极上的规定位置上形成有保护膜的兰光LED芯片(峰值发光波长＝470nm)安装在薄膜的凹处上，用环氧树脂模塑的_5尺寸的LED管。可靠性试验的项目按低温工作，高温高湿工作，低温保存和高湿高湿保存试验各投入100个LED管。各试验的条件示在下述的表1中。[表1］ 各试验的通电条件和环境条件(温度·湿度)如下所述。把工作电压、发光辉度比定义为在室温中的20mA通电时的工作电压、发光辉度对试验投入前的测值的比率。在表1中示出在对各试验投入后经2000小时的时点的工作电压比、发光辉度比。关于工作电压比是各试验从初始几乎都没变化，在2000小时的过程中是初始值的95～98％。就发光辉度比在低温工作试验下处在良好倾向上，在高温高湿工作下处在劣化倾向。特别是在高温高湿工作试验中，与初始的发光辉度相比较劣化倾向大到60～70％。在低温保存试验、高温高湿保存试验中几乎没有变化。根据以上的试验结果，不难发现，发光辉度变化的方式随着通电条件而变化。虽然在低温下处在良好倾向上，但在高温的通电时劣化特别严重。如果研究一下对应上述结果的原因，则判明为与其说是由LED芯片本身的特性劣化和模塑树脂本身的变质引起，莫不如说是在模塑树脂与LED芯片的密着性的变化存在问题。也就是说，LED芯片与作为模塑树脂的环氧树脂和用于安装在引线架上的Ag膏这样的热膨胀系数不同的二种材料接触。因此在LED芯片周围存在密着性不同的部分，结果在LED芯片和周围产生应力分布，最终造成芯片剥离的结果。特别是判明了模塑树脂与LED芯片的密着性的变化与对应于在模塑树脂中固有的LED芯片的应力随着温度变化的关系。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述课题而构思的其目的是提供一种不会受周围温度和动作条件等影响并时效的辉度变化小的半导体发光装置。为了达到上述目的，本专利技术的半导体发光装置包括在基片上层叠包含P-N结的半导体的LED芯片、和用于搭载该LED芯片并使该LED芯片电导通的支持体，该LED芯片被树脂覆盖，上述LED芯片通过第一树脂固定在上述支持体的固定件上并且被第二树脂覆盖。第一树脂的厚度最好在5μm以上且在10μm以下。本专利技术的另一半导体发光装置包括在基片上层叠包含P-N结的半导体的LED芯片、和用于搭载该LED芯片并使该LED芯片电导通的支持体，该LED芯片被树脂覆盖，在上述支持体的固定件面上具有上端的周缘比上述LED芯片的外周大的槽，在该槽中填充已硬化的状态的第一树脂，该LED芯片通过导热的芯片粘接剂固定在该第一树脂上，并且该芯片粘接剂是在与固定件面接触的状态，并且通过第二树脂覆盖该LED芯片。在上述构成中，第一树脂和第二树脂可以是同一树脂。在上述那样构成的半导体发光装置中，因为LED芯片的周围存在热膨胀系数相同程度的树脂，所以LED芯片受到来自树脂的应力在LED芯片的周围变成均匀化。因此使树脂对LED芯片的密着性的变动变小，树脂不容易从LED芯片上剥离。结果，使从LED芯片向外部取出光的效率不容易变化，并且还能抑制发光辉度的变动。另外，芯片粘接剂最好具有2.5w/m/k以上的导热率。并且，上述芯片粘接剂最好具有体积电阻率600nΩ以下的导电性。因为上述芯片粘接剂几乎完全不发生热膨胀和收缩，所以与加在LED芯片上的应力无任何关系。附图说明图1是本专利技术第一实施方式的半导体发光装置的剖面图。图2是本专利技术第二实施方式的半导体发光装置的剖面图。图3是本专利技术第二实施方式的半导体发光装置的剖面图。图4(a)、(b)是本专利技术另一实施方式的半导体发光装置的剖面图。图5(a)、(b)是本专利技术又一实施方式的半导体发光装置的剖面图。具体实施例方式下面参照附图说明本专利技术的实施方式。(第一实施方式)图1是本专利技术第一实施方式的LED管的剖面图，该LED管100把在兰宝石基片上形成有包含P-N结的氮化物半导体多层膜的LED芯片104作为发光元件搭载。下面说明LED管100的组装方法。在固定在连接器(未示出)上的引线架101的凹槽102上用分配器涂敷规定量的第一树脂103，在该第一树脂103上放置LED芯片104。在该状态在规定的条件下加热第一树脂103使其硬化。然后在LED芯片104的主面上形成p侧焊接点电极105a、n侧焊接点电极105b，通过引线106a、106b分别使电极105a、105b与引线架101电连接，然后通过第二树脂107进行模塑。第一树脂103和第二树脂107使用相同的树脂，在本实施方式中使用环氧树脂(エイブルステイツク社制2017M)只要该树脂不违反本专利技术的意图，本专利技术就不限于此。在第一树脂103和第二树脂107的热膨胀系数大小不同时，在周围温度变化和通电等时热膨胀系数、粘接强度、硬度随着树脂的膨胀和收缩而不同，从而使内部应力的缓和以及平衡被破坏，使LED芯片104与树脂103、107的密着性变化、取出到外部的光伴随上述情况变化，从而容易引起发光辉度非常变动。并且在最严重的情况下，使第一树脂103与第二树脂107接触的界面上的剥离变成始发端，在诱发来自LED芯片104的树脂剥离的同时，进一步要缓和伴随该剥离发生的树脂的内部应力，从而在树脂内引起裂纹，造成引线断线的原因。另外，因为树脂的导热率一般比Ag膏小一个量级，所以上述本实施方式放热严重，引起可靠性下降，因此最好是通过使第一树脂的厚度一定程度地变薄，来降低第一树脂的热阻。并且因为当该厚度过分地小时，变得不能保持加在LED芯片104上的树脂的应力分布，所以必需具有一定的厚度。使该树脂的厚度变成合适对维持高的可靠性是重要的，另外，根据本申请人进行的实验，第一树脂的厚度在5μm以上且10μm以上是最佳的。这个值在是LED芯片104形成在绝缘性基片上的构成的情况下作为固定在引线架101的杯状物上时的第一树脂厚度是优选的值。在低温动作试验、高温高湿动作试验中各投入100个后进行在直到2000小时的发光辉度比的经过特性测定。在下表2中分别示出了经过100小时、500小时、1000小时、2000小时的时点上的发光辉度比。作为比较例除用Ag膏将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体发光装置，包括在基片上层叠包含Ｐ－Ｎ结的半导体的ＬＥＤ芯片、和用于搭载该ＬＥＤ芯片并使该ＬＥＤ芯片电导通的支持体，该ＬＥＤ芯片被树脂覆盖，其特征在于：上述ＬＥＤ芯片通过第一树脂固定在上述支持体的固定件上并且被第二树脂覆盖。

【技术特征摘要】
JP 2002-3-15 071348/021.一种半导体发光装置，包括在基片上层叠包含P-N结的半导体的LED芯片、和用于搭载该LED芯片并使该LED芯片电导通的支持体，该LED芯片被树脂覆盖，其特征在于上述LED芯片通过第一树脂固定在上述支持体的固定件上并且被第二树脂覆盖。2.如权利要求1所述的半导体发光装置，其特征在于第一树脂的厚度是在5μm以上且在10μm以下。3.一种半导体发光装置，包括在基片上层叠包含P-N结的半导体的LED芯片、和用于搭载该LED芯片并使该LED芯片电导通的支持体，该L...

【专利技术属性】
技术研发人员：辰巳正毅，小西正宏，幡俊雄，笔田麻佑子，
申请(专利权)人：夏普公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]