發光裝置及其制造方法
【專利摘要】本發明的目的在于提供一種進一步提高了光的提取效率并且散熱性更高的發光裝置。本發明所涉及的發光裝置具備平板狀的引線框架，該引線框架具有第一引線與第二引線，所述發光裝置的特征在于，具有：載置于所述第一引線上的發光元件；包圍所述發光元件的周圍的樹脂框；填充于所述樹脂框內、將所述發光元件封固的第一封固樹脂；覆蓋所述樹脂框及所述第一封固樹脂的第二封固樹脂，所述樹脂框的內表面的下端僅配置于所述第一引線上，所述第二封固樹脂在所述樹脂框的外側覆蓋所述第一引線與所述第二引線各自的至少一部分，所述第一引線背面中的、所述發光元件正下方的區域暴露出。
【專利說明】發光裝置及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種發光裝置，更具體地講，涉及一種能夠利用于顯示裝置、照明器具、顯示器、液晶顯示器的背光光源等中的發光裝置。
【背景技術】
[0002]使用像發光二極管或激光二極管那樣的發光元件的發光裝置在包括室內照明等一般照明、車載照明、液晶顯示器的背光等的多個領域中使用。對這些發光裝置要求的性能逐漸提聞，并期待進一步的聞輸出(聞輝度)、低成本的發光二極管。
[0003]而且，根據用途而要求各種各樣色調的發光二極管，而且其色調范圍也被限制在非常窄的范圍。
[0004]而且，發光二極管存在與二維光學系統的透鏡等組合使用的情況，從而也要求與二維光學系統的透鏡的匹配度良好的發光二極管。
[0005]為了實現白色的發光二極管，使用組合藍色發光二極管與黃色熒光體(例如YAG熒光體)而成的發光裝置。該發光裝置通過在載置有發光元件的區域注入混合樹脂與熒光體而成的物質而得到。
[0006]用于封固發光元件的樹脂通常被注入載置有發光元件的凹部內。作為該凹部，可以例舉出將引線框架加工成凹狀而成的凹部以及與引線框架一體成形的樹脂封裝件等，它們均被實施模具加工，形狀、尺寸較為穩定。
[0007]【在先技術文獻】
[0008]【專利文獻】
[0009]專利文獻1:日本特開2011-216875號公報
[0010]專利文獻2:日本特開2012-504341號公報
[0011]專利文獻3:日本特開2011-009298號公報
[0012]但是，在以往的與引線框架一體成型的樹脂封裝件類型的發光裝置中，通常在發光部內存在有在引線框架之間形成的間隙(P-N間隙)，因此，可能導致來自發光元件的光被該P-N間隙吸收。
【發明內容】
[0013]本發明鑒于上述情況而完成，其目的在于提供一種進一步提高光的提取效率并且散熱性更高的發光裝置。
[0014]為了解決上述課題，本發明所涉及的發光裝置具備平板狀的引線框架，該引線框架具有第一引線與第二引線，所述發光裝置的特征在于，
[0015]所述發光裝置具有:
[0016]載置于所述第一引線上的發光兀件；
[0017]包圍所述發光元件的周圍的樹脂框；
[0018]填充于所述樹脂框內、將所述發光元件封固的第一封固樹脂；
[0019]覆蓋所述樹脂框及所述第一封固樹脂的第二封固樹脂，
[0020]所述樹脂框的內表面的下端僅配置于所述第一引線上，
[0021]所述第二封固樹脂在所述樹脂框的外側覆蓋所述第一引線與所述第二引線各自的至少一部分，
[0022]所述第一引線背面中的、所述發光元件正下方的區域暴露出。
[0023]【發明效果】
[0024]根據本發明所涉及的發光裝置，能夠提供進一步提高了光的提取效率并且散熱性更高的發光裝置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1(a)為本發明的實施方式所涉及的、使用成形樹脂的發光裝置的俯視圖，圖1(b)為其剖視圖。
[0026]圖2(a)為本發明的另一實施方式所涉及的、未使用成形樹脂的發光裝置的俯視圖，圖2(b)為其剖視圖。
[0027]圖3為另一實施方式所涉及的發光裝置的剖視圖。
[0028]圖4表示在引線框架之間配置成形樹脂的方式所涉及的發光裝置的工序圖中的、準備引線框架的工序。
[0029]圖5表示上述方式所涉及的發光裝置的工序圖中的、在引線框架之間配置成形樹脂的工序。
[0030]圖6表示上述方式所涉及的發光裝置的工序圖中的、在引線框架上配置發光元件并通過引線接合將引線框架與發光元件電連接的工序。
[0031]圖7表示上述方式所涉及的發光裝置的工序圖中的、在引線框架上形成樹脂框的工序。
[0032]圖8表示上述方式所涉及的發光裝置的工序圖中的、在樹脂框內填充封固樹脂并使其固化而形成第一封固樹脂的工序。
[0033]圖9表示上述方式所涉及的發光裝置的工序圖中的、以覆蓋第一封固樹脂的方式形成第二封固樹脂的工序。
[0034]圖10表示在引線框架之間未配置成形樹脂的方式所涉及的發光裝置的工序圖中的、準備引線框架的工序。
[0035]圖11表示上述方式所涉及的發光裝置的工序圖中的、在引線框架上載置發光元件并通過引線接合將引線框架與發光元件電連接的工序。
[0036]圖12表示上述方式所涉及的發光裝置的工序圖中的、在引線框架上形成樹脂框的工序。
[0037]圖13表示上述方式所涉及的發光裝置的工序圖中的、在樹脂框內填充封固樹脂并使其固化而形成第一封固樹脂的工序。
[0038]圖14表示上述方式所涉及的發光裝置的工序圖中的、以覆蓋第一封固樹脂的方式形成第二封固樹脂的工序。
[0039]圖15為表示本發明所涉及的發光裝置的具體例的立體圖。
[0040]圖16為表示本發明所涉及的發光裝置的另一具體例的立體圖。
[0041]符號說明
[0042]I發光裝置
[0043]2引線框架
[0044]3樹脂框
[0045]4發光元件
[0046]5第一封固樹脂
[0047]6第二封固樹脂
[0048]7保護元件
[0049]8接合線
【具體實施方式】
[0050]以下，參照附圖詳細說明用于實施本發明的方式。但是，以下所示的方式為例示用于將本發明的技術思想具體化的發光裝置的方式，而并非將本發明限定為以下的實施方式。而且，實施方式中記載的構成部件的尺寸、材質、形狀、其相對配置等僅為簡單的例示，只要沒有特定的記載，則不將本發明的范圍僅限定于此。需要說明的是，為了明確說明，有時將各附圖所示的構件的大小、位置關系等夸張表示。在以下的說明中，根據需要而使用表示特定的方向、位置的用語(例如，“上”、“下”、“右”、“左”、“前”、“后”及包含這些用語的其他用語)，但這些用語的使用是為了容易理解發明，本發明的技術范圍并不被這些用語的意思限制。
[0051]圖1、2為本發明的實施方式所涉及的發光裝置的簡略圖。如圖1、2所示，本實施方式所涉及的發光裝置I為具備具有第一引線11與第二引線12的平板狀的引線框架2的發光裝置1，該發光裝置I的特征在于，具有:載置于第一引線11上的發光元件4;包圍發光元件4的周圍的樹脂框3 ;填充于樹脂框3內、將發光元件4封固的第一封固樹脂5 ;覆蓋樹脂框3及第一封固樹脂5的第二封固樹脂6，樹脂框3的內表面20的下端僅配置于第一引線11上，第二封固樹脂6在樹脂框3的外側覆蓋第一引線11、第二引線12各自的至少一部分，第一引線11背面中的、發光元件4正下方的區域暴露出。
[0052]通過做成這樣的發光裝置，對于在以往的通過模具加工來形成發光裝置的凹部的方式中為了改變凹部的面積、深度等而對模具本身進行改造從而不能靈活地改變凹部的面積、深度等問題，能夠根據發光裝置的用途靈活地調整發光部的面積、深度等。
[0053]在此，發光部是指在引線框架上載置有發光元件并設有將該發光元件封固的樹脂的區域。
[0054]在本發明中，“平板狀”并非指完全的平板，也可以在表面形成有細微的凹凸。只要整體為平板狀即可，關于例如由算術平均粗糙度等表示的平滑度，沒有特別限定。
[0055]以下，詳細說明本發明的實施方式所涉及的發光裝置I的各構成要素。
[0056](樹脂框)
[0057]在本發明的實施方式所涉及的發光裝置I中，樹脂框3以將載置于第一引線11上的發光元件4的周圍包圍的方式設置。在由該樹脂框3包圍的區域內填充有封固樹脂(第一封固樹脂5)而形成發光部。由于樹脂框3以包圍發光元件4的方式形成，因此起到將封固樹脂(成為第一封固樹脂5的未固化狀態的樹脂)固定于發光部的作用。樹脂框3通過將成為樹脂框3的基礎的未固化的原料以所期望的形狀配置于欲形成樹脂框3的區域并使該原料固化而形成。
[0058]以往，作為設置于發光裝置的發光部，可以例舉出對引線框架進行凹部加工而成的發光部或與引線框架一體成形的樹脂封裝件等，它們均通過模具加工形成。因此，為了改變發光部的面積、高度以及寬度等，需要重新制作模具本身。
[0059]另外，在對引線框架進行凹部加工的情況下，在凹部形成時需要按壓余量，因此，還存在發光裝置與該按壓余量的量相應地增大或元件載置部的面積與該按壓余量的量相應地減小這樣的問題。
[0060]相對于此，在本發明的實施方式中，如上所述，能夠在將發光元件載置于引線框架上后形成樹脂框3，因此發光部的面積、高度以及寬度等的設計變更容易。因此，根據本發明，能夠提供生產率高的發光裝置。
[0061]而且，在本發明的實施方式中，由于并非通過模具加工在引線框架形成凹部，因此無需設置按壓余量，從而能與按壓余量的寬度相應地使發光裝置I小型化或能夠增大發光部的面積。即，在現有技術所涉及的、通過沖壓加工來形成引線框架的凹部形狀時，需要具有足夠的寬度和長度的按壓余量。相對于此，在本發明所涉及的發光裝置I中，不需要按壓余量。因此，如上所述，能夠與按壓余量的寬度相應地使發光裝置I小型化或能夠增大發光部的面積。
[0062]在本發明的實施方式中，樹脂框3的內表面20的下端僅配置于第一引線11上是很重要的。在此，“樹脂框3的內表面20的下端僅配置于第一引線11上”是指樹脂框3的內表面20的下端整體(下端整周)位于第一引線11上而在第二引線12上不存在樹脂框3的內表面20的下端的意思。根據以上的結構，樹脂框3的內表面20的下端僅配置于第一引線11上，由此在樹脂框3的內側僅反射性高的引線框架(第一引線11)暴露出，因此能夠使發光裝置的發光效率提高。
[0063]在此，只要樹脂框3的內表面20的下端整體形成于第一引線11上即可，樹脂框3的外表面21的下端無需存在于第一引線11上，也可以存在于第二引線12上。當然，樹脂框3的外表面21的下端也可以存在于第一引線11上。例如，在第一引線11與第二引線12之間配置有成形樹脂13的情況下，能夠以樹脂框3的內表面20的下端配置于第一引線11上且樹脂框3的外表面21的下端配置于成形樹脂13上或第二引線12上的方式形成樹脂框3。另一方面，例如，在第一引線11與第二引線12之間未配置有成形樹脂13的方式中，因在第一引線11與第二引線12之間不存在成形樹脂13而可能導致樹脂框3從第一引線11與第二引線12之間流出，因此優選樹脂框3的內表面20的下端及外表面21的下端雙方配置于第一引線11上。
[0064]而且，在通常的框架嵌入型的發光裝置中，在發光部內存在有在引線框架之間形成的間隙(以下，有時稱為P-N間隙。)，因此可能導致來自發光元件4的光被該P-N間隙吸收。另外，在該P-N間隙上通常不載置發光元件4，因此發光裝置內的發光元件4的載置部位也受到限制。但是，根據本發明的實施方式所涉及的發光裝置，樹脂框3的內表面20的下端僅配置于第一引線11上，在樹脂框3的內側的底面不配置P-N間隙，因此發光元件4的載置部位不受限制，也能夠將發光元件4載置于發光裝置的中央附近。因此，能夠提供光的提取效率更高的發光裝置。
[0065]而且，在樹脂框3的內表面20的下端以及外表面21的下端雙方僅存在于第一引線11上的情況下(即，樹脂框3的整體僅配置于第一引線11上的情況下)，能避免第一引線11與第二引線12向不同的方向移動而引起的樹脂框3的剝離。
[0066]SM列如，在第一引線11與第二引線12之間配置成形樹脂13、樹脂框3橫跨第一引線11與第二引線12地形成的情況下，存在第一引線11與第二引線12因第二封固樹脂(透鏡樹脂)的熱膨脹而被向不同的方向拉伸的情況。在該情況下，在樹脂框3與第一引線11或第二引線12接合的接合面上作用有不同方向的力，可能導致樹脂框3從第一引線11或第二引線12剝離或者從這雙方剝離。但是，根據上述結構，樹脂框3的內表面20的下端以及外表面21的下端雙方僅存在于第一引線11上(即，樹脂框3的整體僅配置于第一引線11上)，不會發生在樹脂框3與第一引線11或第二引線12接合的接合面上作用有不同方向的力的情況，因此樹脂框3從引線框架(第一引線11)剝離的可能性極低。根據本發明，由于樹脂框3難以從引線框架(第一引線11)剝離，因此能夠提供可靠性高的發光裝置。
[0067]在本發明的實施方式所涉及的發光裝置I中，樹脂框3只要能形成任意的形狀并能在形成框之后使其固化即可，可以由任意的樹脂構成。作為這樣的樹脂，可以例舉出熱固化性樹脂、光固化性樹脂。在使用熱固化性樹脂作為樹脂框3的原料的情況下，通過對該原料施加熱而使該原料固化來形成樹脂框3。另一方面，在使用光固化性樹脂作為樹脂框3的原料的情況下，通過對該原料施加光而使該原料固化來形成樹脂框3。作為構成樹脂框3的樹脂，能夠例舉出硅酮樹脂、環氧樹脂等。
[0068]在本發明的實施方式所涉及的發光裝置I中，為了提高發光元件4的光的反射率而提升光提取效率，優選樹脂框3含有氧化鈦、氧化鋁、氧化鋯或氧化鎂等反射構件。特別優選氧化鈦。當樹脂框3中含有氧化鈦時，光的反射率變得極高而能夠使光提取效率提高。
[0069]在本發明的實施方式所涉及的發光裝置I中，發光部由于由樹脂框形成，因此能夠適當形成所期望的形狀。樹脂框3在俯視觀察時可以形成為圓形、橢圓形、矩形、正方形等各種形狀。而且，可以為六邊形、八邊形等多邊形狀，或對角部進行倒角而成的形狀，或任意的平曲面的形狀。但是，樹脂框3的俯視形狀并不限定于上述形狀，可以為任意的形狀。
[0070]例如，如圖1(b)、圖2(b)所示，樹脂框3具有彎曲的內表面20與外表面21。樹脂框3在包含樹脂框3的中心軸的截面中具有前端帶有圓弧的凸形狀。內表面20及外表面21彎曲了的樹脂框3能夠通過利用注射器那樣的分配裝置將樹脂框3的原料向引線框架2上供給并使其固化來形成。
[0071]就樹脂框3而言，可以如圖2(b)所示那樣，沿鉛垂方向設置，也可以如圖1(b)所示那樣，向樹脂框3的內側(即，樹脂框3的中心軸方向)傾斜地設置。在內表面20朝向內側傾斜地形成的情況下，在例如后述的第二封固樹脂形成時，能夠防止對透鏡狀的第二封固樹脂進行傳遞成型時樹脂框3與第二封固樹脂6的模具接觸。而且，通過使內表面20向內側傾斜地設置，作為波長轉換構件而包含在第一封固樹脂5中的熒光體難以堆積在樹脂框3上，因此能夠防止發光不均。
[0072]而且，就樹脂框3而言，如圖3所示，在包含樹脂框3的中心軸的截面中，可以具有圓經由縮徑部而與半圓連接的形狀。設于半圓之上的圓優選設于比該半圓部分靠內側(樹脂框3的中心軸側)。通過以這種方式構成，與上述同樣地，樹脂框3不與第二封固樹脂6的模具接觸，因此容易制造，而且，由于熒光體不堆積在樹脂框3上，因此能夠防止發光不均。具有這樣的截面形狀的樹脂框3能夠通過在第一引線11上形成了規定大小的第一層的樹脂框之后在該第一層的樹脂框上形成比該第一層的樹脂框小徑的第二層的樹脂框而簡單地形成。
[0073]在此，為了應對發光二極管的高輸出化的要求，擴寬載置有發光元件的發光部的面積而提高光提取效率是一種方法。而且，使樹脂注入部的凹部變淺而降低光向成形樹脂等框體的吸收也是提高光提取效率的一種方法。而且，為了使發光二極管與二維光學系統透鏡構件的組合良好，使發光部的面積變窄是一種方法。而且，為了高效率地生產窄范圍的色調的發光二極管，必須減少向凹部內注入的熒光體量的偏差。因此，加深樹脂注入部的凹部是減少熒光體量的偏差的一種方法。如此，發光裝置具有與其用途相應地最適的發光部的面積、深度等，根據其用途而具有多種多樣的規格。
[0074]但是，在以往的進行了模具加工而成的樹脂封裝件的發光裝置中，為了改變發光裝置的發光面積、凹部的深度而對模具本身進行改造，但按照不同的規格每次都改變模具需要花費勞力、時間和成本，因此存在不能靈活地改變發光部的面積、深度這樣的問題。根據本實施方式的發光裝置，由于發光元件載置部由樹脂框形成，因此能靈活地調整發光裝置的發光部的面積、深度等。
[0075]在本發明的實施方式所涉及的發光裝置I中，樹脂框3的寬度和長度基于發光部的面積、能夠形成封固樹脂注入部的面積或樹脂框3的強度等決定。只要能夠確保發光部的面積、能夠形成封固樹脂注入部的面積，而且能夠確保樹脂框3的機械強度，則樹脂框3的寬度和長度可以為任意的大小。
[0076]樹脂框3的高度基于樹脂框3的強度、發光裝置I的所期望的色調范圍等決定。只要能夠確保樹脂框3的強度且包含于所期望的色調范圍內，則樹脂框3的高度可以為任意的大小。
[0077](引線框架)
[0078]在本發明的實施方式所涉及的發光裝置I中，引線框架2具有成對的第一引線11及第二引線12，并與載置于第一引線11上的一個或多個元件(該元件包含發光元件4，在發光裝置I包含保護元件7的情況下也包含保護元件7。也有時將包含發光元件4及保護元件7的元件稱為“發光元件4等”。)電連接，引線框架2發揮作為對發光元件4等供給電力并且載置發光元件4等的部位的作用。
[0079]就引線框架2而言，只要為能夠起到載置發光元件4的功能而且能夠起到作為發光裝置的電極的功能的構件即可，引線框架2的材料沒有特別限定，但優選由熱傳導率較大的材料形成。通過由這樣的材料形成，能夠使在發光元件4產生的熱有效地散逸。例如，優選具有200W/(m.Κ)左右以上的熱傳導率的材料、具有較大的機械強度的材料、容易進行沖裁加工或蝕刻加工等的材料。例如，銅、鋁、金、銀、鎢、鐵、鎳等金屬或鐵鎳合金、磷青銅、鐵銅合金等或在它們的表面實施了銀、鋁、銅、金等金屬鍍膜的材料等。引線框架2的表面為了使反射率提高而優選為平滑的表面。引線框架2通常由均勻的膜厚形成，但也可以使局部變厚或變薄地形成。
[0080]就引線框架2而言，引線框架2整體由金屬、合金形成很重要。然而，一直以來，使用在陶瓷等非導電性構件的表面形成配線圖案的金屬鍍層并在該金屬鍍層上載置發光元件的發光裝置(例如板上芯片(COB))。但是，在這樣的結構中，發光元件隔著金屬鍍層形成于陶瓷等之上，因此難以使在發光元件產生的熱有效地傳導至安裝基板。
[0081]但是，如上所述，在引線框架2整體由金屬、合金形成的情況下，由于金屬、合金具有較高的熱傳導性，因此在發光元件4產生的熱通過引線框架2有效地向安裝基板傳導。因此，與上述那樣的在陶瓷等之上載置發光元件的結構相比，能夠使更多的熱從發光元件散逸，因此能夠使發光元件穩定地工作。進而有助于發光裝置的高壽命化。
[0082]在本發明實施方式所涉及的發光裝置I中，引線框架2優選為平板狀，且第一引線11背面中的、發光元件4正下方的區域暴露出。如此，通過引線框架2為平板狀，從而在載置于該引線框架2的第一引線11上的發光元件4產生的熱通過第一引線11有效地向第一引線11下的安裝基板傳導，因此發光裝置I的散熱性提高。而且，第一引線11背面中的、發光元件4正下方的區域暴露出，從而在發光元件4產生的熱通過該暴露出的區域有效地向安裝基板傳導，與上述同樣地，發光裝置I的散熱性提高。因此，通過引線框架2為平板狀且第一引線12背面中的、發光元件4正下方的區域暴露出，能夠提供散熱性良好的發光裝置I。
[0083](接合線)
[0084]為了將引線框架2與發光元件4等電連接，通常使用接合線8。
[0085]作為接合線8，優選為與發光元件4的電極的歐姆性良好的接合線、或機械的連接性良好的接合線、或電傳導性以及熱傳導性良好的接合線。作為熱傳導率，優選0.0lcal/S.cm2.V /cm左右以上,更優選0.5cal/S.cm2.V /cm左右以上。考慮到作業性等,優選接合線8的直徑為10 μ m?45 μ m左右。作為構成這樣的接合線8的材料，能夠例舉出例如金、銀、銅、白金、鋁等金屬以及它們的合金。
[0086]而且，在本發明的實施方式所涉及的發光裝置I中，將發光元件4與第一引線11連接的接合線8不貫穿樹脂框3，而在樹脂框3的內側或樹脂框內與第一引線11連接。另一方面，將發光元件4與第二引線12連接的接合線8貫穿樹脂框3，并在樹脂框3的外側與第二引線12連接。通過在樹脂框3的內側填充封固樹脂而形成第一封固樹脂5，由此利用第一封固樹脂5保護將發光元件4與第一引線11連接的接合線8。而且，將發光元件4與第二引線12連接的接合線8也被第一封固樹脂5及樹脂框3保護，因此不會對接合線8施加過度的負荷。而且，在引線框架形成為杯狀的類型的發光裝置中，超出杯而形成有接合線，因此有時存在接合線與杯的邊緣接觸而被切斷的情況，然而在本發明的實施方式所涉及的發光裝置中，由于接合線8貫穿樹脂框3，因此不會發生接合線8因與引線框架的接觸而被切斷的情況。
[0087]在此，以接合線8貫穿樹脂框3的方式相對于樹脂框3配置接合線8如后文所述通過如下的方式進行，即，首先，利用接合線8將發光元件4與引線框架2連接，然后以橫穿接合線8的方式從接合線8之上射出樹脂框3的原料并使該原料固化。
[0088](發光元件)
[0089]發光元件4為半導體發光元件，只要為被稱為所謂的發光二極管的元件，則可以為任意的發光元件。例如，可以例舉出在基板上利用InN、AlN、GaN、InGaN,AlGaN, InGaAlN等氮化物半導體、IH-V族化合物半導體、I1-VI族化合物半導體等各種半導體形成有包含發光層的層疊結構而成的發光元件。
[0090]通過使半導體的材料、混晶比、發光層的InGaN的In含有量、在發光層中摻雜的雜質的種類變化等，能夠使發光元件4的發光波長在從紫外區域到紅色之間變化。
[0091]這樣的發光兀件4載置于引線框架2的上表面(一個主面)10上。為了將發光兀件4載置于引線框架2的上表面10，通常使用接合構件。例如，在為發出藍?綠色光的發光元件并在藍寶石基板上使氮化物半導體生長了的發光元件的情況下，能夠使用環氧樹脂、硅酮樹脂等。也可以不使用樹脂，而使用Au-Sn共晶等焊錫、低熔點金屬等釬料。另外，在由GaAs等構成、像具有紅色發光的發光元件那樣在兩面形成有電極的發光元件的情況下，也可以通過銀、金、鈀等導電性膏等進行芯片接合。而且，在發光元件4背面也可以實施Al鍍敷。
[0092]在本發明的實施方式所涉及的發光裝置I中，可以僅載置一個發光元件4，但也可以載置兩個以上發光元件4。
[0093]在載置有多個發光元件4的情況下，發光元件4可以配置為正方形，或者也可以配置為其他形狀。通過將發光元件4配置為正方形，能夠使發光元件4之間的熒光體量變得均勻，從而能夠減少發光色的不均。
[0094]而且，發光元件4也可以隔著支承體(基臺)載置于引線框架2。例如，使用陶瓷的支承體通過在形成為規定的形狀后進行燒結而形成。在支承體的上表面側設置有與發光元件4連接的導體配線。導體配線通常例如通過蒸鍍或濺射法與光刻工序、或通過印刷法等、或通過電解電鍍等來形成。導體配線也可以設于支承體內。導體配線例如由使樹脂粘合劑中含有鎢、鑰等高熔點金屬而成的膏狀的材料形成。具體而言，利用網版印刷等方法將該膏狀的材料涂敷于生片的表面并且填充于設于生片的通孔中進行燒成，從而形成配置于陶瓷的支承體及其表面或內部的導體配線。另外，支承體也可以將由引線框架構成的正負一對的電極作為導電構件、利用樹脂進行嵌入成形。也可以在這樣的支承體的上表面載置發光元件4，與支承體的導體配線電連接。在使用這樣的支承體的情況下，支承體的導體配線與后述的引線框架2電連接。在該情況下，發光元件4可以面朝下安裝(倒裝安裝)。
[0095]在本發明的實施方式所涉及的發光裝置I中，在從發光面側觀察發光裝置I時，與接合線8接合的鍍層為了應對硫化而優選金。載置發光元件4的芯片焊接區域利用銀進行鍍敷。其他的區域為了防止硫化而優選利用銀以外的金屬進行鍍敷。
[0096](第一封固樹脂)
[0097]第一封固樹脂5填充于樹脂框3內，用于保護發光元件4。
[0098]在本發明的實施方式所涉及的發光裝置I中，在將發光元件4載置于引線框架2之后，以覆蓋發光元件4的方式，在樹脂框3內配置第一封固樹脂5。樹脂框3內部的第一封固樹脂5的高度優選與樹脂框3的高度相同。在第一封固樹脂5的高度低于樹脂框3的高度的情況下，由于表面張力會發生第一封固樹脂5的攀爬。如上所述，通過使第一封固樹脂5的高度為與樹脂框3的高度相同的高度，能夠防止第一封固樹脂5的攀爬。但是，第一封固樹脂5的高度與樹脂框3的高度不一定非要一致，第一封固樹脂5可以高于樹脂框3或者低于樹脂框3。
[0099]在本發明的實施方式所涉及的發光裝置I中，考慮到發光元件4的藍寶石基板(未圖示)及第二封固樹脂6的折射率，第一封固樹脂5的折射率優選為1.5?1.6左右。由此，能夠減小第一封固樹脂5的折射率與藍寶石基板的折射率之差以及第一封固樹脂5的折射率與第二封固樹脂6的折射率之差，從而能夠提高從發光裝置I提取的光的光提取效率。
[0100]第一封固樹脂5優選由能保護發光元件4不受外力、水分等的影響、能保護用于確保發光元件4與引線框架2的連接的接合線8的材料形成。
[0101]作為第一封固樹脂5，可以例舉出環氧樹脂、硅酮樹脂、丙烯酸樹脂、尿素樹脂或它們的組合等耐久性優異的透明樹脂或玻璃等。第一封固樹脂5優選具有與后述的第二封固樹脂6相同的材料、相同的組成等，也可以在其中包含光擴散材料或熒光體物質。通過使用與第二封固樹脂6相同的構件，能夠使第二封固樹脂6與第一封固樹脂5的熱膨脹性系數大致相等，因此能夠提高在第二封固樹脂6與第一封固樹脂5雙方配置的電線等的耐沖擊性。另外，由于能夠使折射率也大致相等，因此能夠抑制從第一封固樹脂5向第二封固樹脂6通過的光的損失，從而能夠提高光提取效率。第一封固樹脂5也能夠使用不同的材料、不同的組成等。在形成第一封固樹脂5的樹脂材料中含有水分的情況下，通過以100°C左右進行14小時左右以上的低溫干燥處理，也能夠除去樹脂內中含有的水分。因此，能夠防止水蒸氣爆炸、發光元件4與后述的第一封固樹脂5的剝離。而且，就第一封固樹脂5而言，考慮到受到由發光元件4等產生的熱的影響的情況下的第二封固樹脂6與第一封固樹脂5的密接性等，優選它們的熱膨脹系數之差小的第一封固樹脂5。
[0102]在本發明的實施方式所涉及的發光裝置I中，第一封固樹脂5的線膨脹系數優選為200?400ppm/K，更優選為約300ppm/K。
[0103]而且，構成第一封固樹脂5的封固樹脂的彈性率優選為I?3GPa，更優選為約2GPa。
[0104]第一封固樹脂5中可以含有光擴散材料或波長轉換構件(熒光體)。光擴散材料為使光擴散的物質，并能夠緩和來自發光元件4的指向性，使視角增大。波長轉換構件使來自發光元件4的光轉換，能夠轉換從發光元件4向第一封固樹脂5的外部射出的光的波長。在來自發光元件4的光為能量高的短波長的可見光的情況下，適當使用作為有機熒光物質的二萘嵌苯系衍生物、ZnCdS: Cu、YAG: Ce、用Eu以及/或Cr活化了的含氮CaO-Al2O3 — S12等無機熒光物質等各種物質。在本發明的實施方式中，在獲取白色光的情況下，特別是利用YAGiCe熒光物質時，利用來自藍色發光元件的光與吸收該光的一部分而轉換成的黃色系的光能夠較為簡單且可靠性良好地生成期望的白色系的發光色。同樣地，在利用用Eu以及/或Cr活化了的含氮CaO-Al2O3-S12熒光物質的情況下，根據其含有量，來自藍色發光元件的光與吸收該光的一部分而成為互補色的紅色系能夠發光，從而能夠較為簡單且可靠性良好地形成白色系。
[0105]如圖1 (a)、圖2(b)及圖3中的符號18所示，波長轉換構件在發光元件4的上表面及樹脂框3內側的第一引線11的上表面呈層狀堆積。波長轉換構件并不限定于形成在發光元件4的上表面及樹脂框3內側的第一引線11的上表面，也可以分散含有于第一封固樹月旨5中。
[0106](第二封固樹脂)
[0107]在本發明的實施方式所涉及的發光裝置I中，第二封固樹脂6形成為覆蓋樹脂框3及第一封固樹脂5、且在樹脂框3的外側覆蓋引線框架2的第一引線11與第二引線12各自的至少一部分。
[0108]第二封固樹脂6可以具有各種形狀。作為第二封固樹脂6的形狀，能夠例示出例如板狀、上表面凸狀透鏡形狀、上表面凹狀透鏡形狀、菲涅耳透鏡形狀、在凸狀透鏡的中央附近設置有凹部的透鏡形狀等。通過設置為這樣的形狀，能夠調整指向特性。
[0109]以下，詳細說明第二封固樹脂6呈透鏡形狀的情況。如圖1(b)、圖2(b)所示，第二封固樹脂6具有向上方突出而形成為透鏡狀的透鏡部16和從透鏡部16的下部朝向外方延伸的凸緣部17。根據這樣的結構，由于第二封固樹脂6具有形成為透鏡狀的透鏡部16，因此透鏡部16能夠會聚從發光元件4發出的光而提高指向性。
[0110]在本發明的實施方式所涉及的發光裝置I中，優選將與第二引線12連接的接合線8的一端配置于凸緣部17內。如此，通過將與第二引線12連接的接合線8的一端配置于凸緣部17內，能夠防止接合線8的斷線。這是由于:在凸緣部17，配置于接合線8周圍的封固樹脂量較少，因此不易受到熱膨脹的影響。而且，在透鏡部16內未配置接合線8，從而能防止光被接合線8吸收，因此發光效率提高。
[0111]就第二封固樹脂6而言，只要能夠提取光，則能夠由任意的材料構成。作為構成第二封固樹脂6的材料，能夠例舉出硅酮樹脂、環氧樹脂。
[0112]在本發明的實施方式所涉及的發光裝置I中，就第二封固樹脂6的半徑而言，只要第二封固樹脂6在樹脂框3的外側能夠覆蓋第一引線11與第二引線12各自的至少一部分，則可以為任意的大小。第二封固樹脂6的半徑考慮發光部的面積地適當決定。
[0113]在本發明的實施方式所涉及的發光裝置I中，就第二封固樹脂6的折射率而言，只要第一封固樹脂5的折射率與第二封固樹脂6的折射率之差及第二封固樹脂6的折射率與空氣的折射率之差在適當的范圍內，則可以為任意的大小。優選第二封固樹脂6的折射率為1.41左右。若第二封固樹脂6的折射率在這樣的范圍內，則能夠使第一封固樹脂5的折射率與第二封固樹脂6的折射率之差處于適當的范圍，從而能夠提高光的提取效率。
[0114](成形樹脂)
[0115]如圖1(a)、(b)所示，可以在構成引線框架2的第一引線(陰極)11與第二引線(陽極)12之間設有成形樹脂13。在這樣的、在陰極11與陽極12之間設有成形樹脂13的方式中，在陰極11與陽極12之間未形成間隙，因此樹脂框3的未固化的原料、第一封固樹脂5、第二封固樹脂6不會從陰極11與陽極12之間流出。
[0116]而且，在這樣的結構中，通過將樹脂框3形成在成形樹脂13與第一引線11或第二引線12的邊界上，從而樹脂框3保持成形樹脂13的飛邊，因此，樹脂框3與引線框架2的密接性進一步提高。
[0117](保護元件)
[0118]在本發明的發光裝置中，除發光元件以外，還可以載置保護元件。保護元件可以為一個，也可以為兩個以上的多個。保護元件7沒有特別限定，可以為載置于發光裝置I的公知的任意的保護元件。例如，可例舉出在對發光元件4施加反方向電壓時能阻止向反方向流動的電流或在施加高于發光元件4的工作電壓的正方向電壓時能阻止在發光元件流動過電流的保護電路、靜電保護元件等。具體而言，能夠利用穩壓二極管。
[0119]在本發明的實施方式所涉及的發光裝置I中，保護元件7優選載置于從發光元件4射出的光的照射范圍外。由此，能夠抑制保護元件7的光吸收。具體而言，可以載置于樹脂框的外側或以一部分或全部埋設于樹脂框內的方式載置。
[0120](其他部件)
[0121]在本發明的發光裝置I中，為了有效地進行來自發光元件4的光的提取，也可以具備反射構件、反射防止構件、光擴散構件等各種部件。
[0122]作為反射構件，也可以在樹脂框3內部的表面實施鍍層。該鍍層可以由銀、鋁、銅、金等一個或兩個以上的金屬構成。該鍍層優選由銀構成，也可以鍍層全部為銀。由此，能夠使光提取效率極其良好。
[0123](發光裝置的制造方法)
[0124]1.在引線框架2之間配置成形樹脂13的方式所涉及的發光裝置I的制造工序
[0125]圖4?9為表示在引線框架2 (第一引線11與第二引線12)之間配置成形樹脂13的方式所涉及的發光裝置I的制造工序的工序圖。以下，詳細說明各工序。
[0126](I)引線框架準備工序
[0127]首先，準備圖4所示那樣的引線框架2。引線框架2由第一引線(例如陰極)11與第二引線(例如陽極)12構成，形成為平板狀。在該實施方式中，陰極11相對于陽極12而言形成得較大，在陰極11形成有用于載置發光元件4的發光元件載置部30。
[0128](II)成形樹脂形成工序
[0129]接下來，如圖5所示，在陰極11與陽極12之間設置成形樹脂13。但是，形成成形樹脂13是任意的，如后所述，也可以不將成形樹脂13設于陰極11與陽極12之間。在設置成形樹脂13的情況，如圖5所示，成形樹脂13配置為不僅設于陰極11與陽極12之間，而且包圍陰極11的發光元件載置部30。通過這樣配置，引線框架與成形樹脂的密接性良好，而且在形成樹脂框時能夠增加在引線框架與成形樹脂的界面形成的面積，因此也提高了樹脂框與引線框架的密接性。
[0130]而且，通過在引線框架的端面設置切槽等固定部，與成形樹脂的密接性進一步提聞。
[0131](III)發光元件載置工序及引線接合工序
[0132]如圖6所示，在陰極11的發光元件載置部30上載置發光元件4。在進行載置時，使用上述的環氧樹脂、硅酮樹脂等接合構件。之后，利用接合線8連接發光元件4與陰極11或陽極12。
[0133](IV)樹脂框形成工序
[0134]接下來，如圖7所示，以包圍發光元件4的方式向陰極11上供給樹脂框3的原料，形成框并使其固化。在此，以樹脂框3的內表面20的下端僅配置于第一引線(陰極)11上的方式形成樹脂框3是很重要的。
[0135]優選的是，在形成未固化的框時，一邊從能夠排出樹脂框3的原料的、例如注射器那樣的分配裝置(未圖示)排出原料一邊使該分配裝置移動。由于能夠在規定的位置增多或減少原料的量，因此能夠如所期望的那樣改變樹脂框3的厚度、高度。
[0136](V)第一封固樹脂形成工序
[0137]如圖8所示，在樹脂框3的內部填充封固樹脂并使其固化來形成第一封固樹脂5。如上所述，第一封固樹脂5可以包含例如熒光體等。
[0138](VI)第二封固樹脂形成工序
[0139]如圖9所示，以第二封固樹脂6覆蓋樹脂框3及第一封固樹脂5、且在樹脂框3的外側覆蓋第一引線(陰極)11與第二引線(陽極)12各自的至少一部分的方式形成第二封固樹脂6。
[0140]第二封固樹脂6通過例如傳遞成形來形成。首先，在引線框架2上配置具有與第二封固樹脂6的形狀(例如透鏡形狀)對應的形狀的空洞部分的上模，且使該空洞部分覆蓋樹脂框3及第一封固樹脂5，以覆蓋引線框架2的、未形成有樹脂框3及第一封固樹脂5的面的方式配置下模。在這樣配置的狀態下，上模的空洞部分的緣部配置于樹脂框3的外偵U、樹脂框3與上模的空洞部分表面不接觸是很重要的。之后，向該空洞部分流入構成第二封固樹脂6的未固化的原料并使其固化。
[0141]通過這些工序，能夠制作出以第二封固樹脂6覆蓋樹脂框3及第一封固樹脂5、且在樹脂框3的外側覆蓋第一引線(陰極)11與第二引線(陽極)12各自的至少一部分的方式形成有第二封固樹脂6的發光裝置I。
[0142]2.在引線框架2之間未配置成形樹脂13的方式所涉及的發光裝置I的制造工序
[0143]圖10?14為表示在引線框架2 (第一引線11與第二引線12)之間未配置成形樹脂13的方式所涉及的發光裝置I的制造工序的工序圖。以下，詳細說明各工序。
[0144](I)引線框架準備工序
[0145]首先，準備圖10所示那樣的引線框架2。在該方式中，以樹脂框3的內表面20及外表面21的下端僅配置于第一引線(陰極)11上的方式形成樹脂框3。如圖10所示，陰極11相對于陽極12而言形成得較大，在陰極11形成有用于載置發光元件4的發光元件載置部30。而且，通過在引線框架的端面設置切槽等固定部，與后述的第二封固樹脂的密接性提聞。
[0146](II)發光元件載置工序及引線接合工序
[0147]如圖11所示，在陰極11的發光元件載置部30上載置發光元件4。在進行載置時，使用上述的環氧樹脂、硅酮樹脂等接合構件。之后，利用接合線8連接發光元件4與陰極11或陽極12。
[0148](III)樹脂框形成工序
[0149]接下來，如圖12所示，以包圍發光元件4的方式向陰極11上供給樹脂框3的原料，形成由樹脂框3的原料構成的未固化的框。在該方式中，在陰極11與陽極12之間未設置成形樹脂13，存在未固化的框從陰極11與陽極12之間流出的可能性，因此僅在陰極11上形成未固化的框。即，以樹脂框3的內表面20及外表面21的下端雙方僅配置于陰極11上的方式形成未固化的框。之后，使該框固化而形成樹脂框3。
[0150](IV)第一封固樹脂形成工序
[0151]如圖13所示，在樹脂框3的內部填充封固樹脂并使其固化而形成第一封固樹脂5。
[0152](V)第二封固樹脂形成工序
[0153]如圖14所示，與上述同樣地，以覆蓋樹脂框3及第一封固樹脂5、且在樹脂框3的外側覆蓋第一引線11與第二引線12各自的至少一部分的方式形成第二封固樹脂6。
[0154]以下，例舉出具體例來詳細說明本發明的實施方式。
[0155](具體例I)
[0156]圖9表示具有一個發光元件4、在構成引線框架2的陰極11與陽極12之間配置有成形樹脂13的方式的發光裝置I。引線框架2具有呈圖4所示的形狀的陰極11與陽極12。陰極11形成得大于陽極12，在陰極11上載置有發光元件4。作為引線框架2，使用將Fe與Cu的合金、殷鋼(invar (注冊商標):在鐵中加入了 36%的鎳的合金)、Fe與Cu的合金層疊而形成的包層材料，并在表面從下層起依次實施N1、Pd、Au的鍍敷。另外，在引線框架2的發光部，為了提高反射率，在Au上鍍敷了 Ag。
[0157]首先，如圖5所示，在陰極11與陽極12之間、陰極11及陽極12的周圍設置成形樹脂13。作為成形樹脂13，使用聚鄰苯二甲酰胺(PPA)樹脂(黑色的r ?# > (amodel，注冊商標))。將未固化的PPA樹脂配置在陰極11與陽極12之間及陰極11與陽極12的周圍并使PPA樹脂固化，而形成呈圖5所示的形狀的成形樹脂13。由于將成形樹脂13配置于不受來自發光元件的光的影響的位置，因此無需選擇反射率高的材料。
[0158]接下來，在陰極11上載置一個發光元件4。在將發光元件4載置于陰極11時，使用接合材料(AuSn)。發光元件4的下表面附著有AuSn膜，AuSn膜和涂敷了熔劑的金屬(陰極11)熔融而接合。作為發光元件4，使用發出藍色光的LED。發光元件4呈邊長為450 μ m的正方形狀。而且，使用穩壓二極管作為保護元件7，將該保護元件7載置于陰極11上。在將穩壓二極管載置于陰極11上時，使用Ag膏。
[0159]之后，使用接合線8，如圖9所示那樣將發光元件4及保護元件7與陰極11以及陽極12電連接。作為接合線8，使用具有25 μ m的直徑的Au線。
[0160]引線接合后，將包含氧化鈦的硅酮樹脂形成為俯視呈圓狀并使其固化來制作樹脂框3。就樹脂框3而言，樹脂框3以包圍一個發光元件4、且在樹脂框3的樹脂框內配置有保護元件7的方式形成。為了使樹脂框3具有圖3所示的截面形狀，首先制作下部的樹脂框，接著，以比下部的樹脂框的直徑稍小的方式制作上部的樹脂框，并使其固化，從而制作成樹脂框3。
[0161]接下來，將包含熒光體(YAG、LAG、SCASN)與擴散材料的硅酮樹脂注入樹脂框3的內部并使其固化來制作第一封固樹脂5。
[0162]之后，通過傳遞成形將使用了硅酮樹脂的第二封固樹脂6形成為透鏡狀。首先，在引線框架2上配置具有與第二封固樹脂6的形狀對應的形狀的空洞部分的上模，且使該空洞部分覆蓋樹脂框3及第一封固樹脂5，以覆蓋引線框架2的、未形成有樹脂框3及第一封固樹脂5的面的方式配置下模。之后，向該空洞部分流入作為第二封固樹脂6的硅酮樹脂，并使其固化。
[0163]如以上所述，制作成圖9所示那樣的、具有一個發光元件4且在陰極11與陽極12之間配置有成形樹脂13的發光裝置I。
[0164]就具體例I所涉及的發光裝置I而言，注入有第一封固樹脂5的框由樹脂構成，因此柔韌性高，且引線框架的背面暴露出，因此散熱性優異。
[0165](具體例2)
[0166]圖14表不具有一個發光兀件4、在陰極11與陽極12之間未配置有成形樹脂13的方式的發光裝置I。在具體例I中配置有成形樹脂13而具體例2中未配置有成形樹脂13這一點上,具體例2與具體例I不同,其他與具體例I相同。
[0167]準備具有圖10所示那樣的形狀的陰極11與陽極12。
[0168]接下來，在陰極11與陽極12之間不形成成形樹脂13，在陰極11上載置一個發光元件4。之后與具體例I同樣地進行制作。
[0169]就具體例2所涉及的發光裝置I而言，未設置成形樹脂13，樹脂框3僅形成于陰極11上，因此，如上所述，不易發生樹脂框3的剝離。
[0170](具體例3)
[0171]圖15表示具有九個發光元件4、在陰極11與陽極12之間配置有成形樹脂13的方式的發光裝置I。在具體例I中載置有一個發光元件4而具體例3中以格子狀載置有九個發光元件4這一點上，具體例3與具體例I不同，其他與具體例I相同。
[0172]準備具有圖4所示那樣的形狀的陰極11與陽極12，與具體例I同樣在陰極11與陽極12之間形成成形樹脂13。之后，以格子狀設置九個發光元件4，如圖15所示，使用接合線8將九個發光元件4與陰極11和陽極12連接。之后與具體例I同樣地進行制作。
[0173](具體例4)
[0174]圖16表示具有九個發光元件4、在陰極11與陽極12之間未配置有成形樹脂13的方式的發光裝置I。在具體例2中載置有一個發光元件4而具體例4中以格子狀載置有九個發光元件4這一點上,具體例4與具體例2不同,其他與具體例2相同。
[0175]準備具有圖10所示那樣的形狀的陰極11與陽極12，接下來，在陰極11與陽極12之間不形成成形樹脂13，在陰極11上以格子狀載置九個發光元件4。之后，如圖16所示，使用接合線8將九個發光元件4與陰極11和陽極12連接。之后與具體例2同樣地進行制作。
【權利要求】
1.一種發光裝置，其具備平板狀的引線框架，該引線框架具有第一引線與第二引線，所述發光裝置的特征在于， 所述發光裝置具有: 載置于所述第一引線上的發光元件； 包圍所述發光元件的周圍的樹脂框； 填充于所述樹脂框內、將所述發光元件封固的第一封固樹脂； 覆蓋所述樹脂框及所述第一封固樹脂的第二封固樹脂， 所述樹脂框的內表面的下端僅配置于所述第一引線上， 所述第二封固樹脂在所述樹脂框的外側覆蓋所述第一引線與所述第二引線各自的至少一部分，所述第一引線背面中的、所述發光元件正下方的區域暴露出。
2.如權利要求1所述的發光裝置，其特征在于， 在所述第一引線與第二引線之間配置有成形樹脂，所述樹脂框形成在所述成形樹脂與所述第一引線或所述第二引線的邊界上。
3.如權利要求1或2所述的發光裝置，其特征在于， 所述發光元件與所述第二引線通過接合線連接， 所述接合線貫穿所述樹脂框。
4.如權利要求3所述的發光裝置，其特征在于， 所述第二封固樹脂具有向上方突出而形成的透鏡部和從該透鏡部的下部朝向外方延伸的凸緣部， 與所述第二引線連接的、所述接合線的一端配置于所述凸緣部內。
5.如權利要求1?4中任一項所述的發光裝置，其特征在于， 所述第一封固樹脂包含波長轉換構件，并且， 所述樹脂框向內側傾斜。
6.一種發光裝置的制造方法，所述發光裝置具備平板狀的引線框架，該引線框架具有第一引線及第二引線， 所述發光裝置的制造方法具有: 在所述第一引線上載置發光元件的工序； 將所述平板狀的引線框架與所述發光元件電連接的工序； 之后，以使樹脂框的內表面的下端僅位于所述第一引線上的方式利用樹脂框包圍所述發光元件的周圍的工序； 向所述樹脂框內填充第一封固樹脂、利用該第一封固樹脂將所述發光元件封固的工序; 以覆蓋所述樹脂框及所述第一封固樹脂、且在所述樹脂框的外側覆蓋所述第一引線與所述第二引線各自的至少一部分的方式設置第二封固樹脂的工序。
7.如權利要求6所述的發光裝置的制造方法，其特征在于， 在所述第一引線及第二引線之間配置有成形樹脂， 利用樹脂框包圍所述發光元件的周圍的工序是以使所述樹脂框位于所述成形樹脂與所述第一弓I線的邊界上的方式進行包圍的工序。
【文檔編號】H01L33/62GK104078551SQ201410116182
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年3月26日 優先權日:2013年3月29日
【發明者】宇川宏明 申請人:日亞化學工業株式會社