專利名稱：半導體發(fā)光器件的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體發(fā)光器件的制造方法，使來自發(fā)光元件芯片的光通過波長變換層射出，使來自發(fā)光元件芯片的射出光與來自波長變換層的激勵光混合，并射出到外部。
背景技術：
以往，作為這種半導體發(fā)光器件的LED(Light Emitting Diode發(fā)光二極管)，例如，按照專利文獻1所述來制造。
即，根據(jù)專利文獻1，如圖4(A)所示，在上表面具有光反射腔1a的由熱塑性樹脂構(gòu)成的基板1上嵌入成形引線框2。上述引線框2在上述光反射腔1a內(nèi)從其底面露出。
并且，在上述光反射腔1a的底部，在引線框2上載置LED芯片3，并通過未圖示的芯片接合(die bonding)、引線接合等與引線框2電連接。
然后，在上述光反射腔1a內(nèi)涂布第一密封樹脂5直到中間高度以覆蓋LED芯片3，之后在其上涂布包括規(guī)定量的粒狀的作為波長變換劑的熒光體6a的第二密封樹脂6。
此時，上述第二密封樹脂6以熒光體6a的顆粒不會沉降的程度的顆粒濃度來調(diào)制。
并且，如圖4(B)所示，第二密封樹脂6內(nèi)的顆粒狀熒光體朝向下方沉降到第一密封樹脂5內(nèi)。
最后，通過將第一密封樹脂5和第二密封樹脂6固化，完成LED。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)的LED的制造方法，沒有混入熒光體6a的粘度較小的第一密封樹脂5被涂布于光反射腔1a內(nèi)，從而其上表面變得大致平坦，并且利用在其上以大致均勻的厚度涂布的第二密封樹脂6，使熒光體6a的濃度分布在水平方向大致均勻。
由此，通過使熒光體6a沉降，形成水平方向大致均勻的熒光體濃度，獲得沒有顏色不均的發(fā)光特性。
但是，在上述結(jié)構(gòu)的LED的制造方法中存在以下問題。
即，因為第二密封樹脂6以大致均勻的厚度涂布，其中包含的熒光體6a的顆粒通過第一密封樹脂5沉降，所以在光反射腔1a的中心附近存在LED芯片3，由此在LED芯片3的上方及其周圍的光反射腔1a的底面，產(chǎn)生熒光體的分布高度相當于LED芯片3的高度的階梯差。
因此，位于LED芯片3周圍的熒光體6a隨著距LED芯片3的距離越遠，其激勵強度越小，所以LED整體的變換效率降低。
并且，在LED芯片3射出藍色光，熒光體6a把藍色光變換為黃色光的情況下，由于在LED芯片3的上部及其周圍，熒光體6a二維地均勻沉降，所以在藍色光呈三維狀放射的LED芯片3上，來自LED芯片3的藍色光和基于熒光體6a的激勵光的混色光成為微微泛青的白色，另一方面，在LED芯片3的周邊，上述混色光成為泛黃的白色。
另外，在使熒光體6a沉降時，由于熒光體6a的顆粒通過第一密封樹脂5沉降，所以熒光體的沉降密度不大。因此，將熒光體6a通過波長變換而損失的能量作為熱量放出，所以不能與LED芯片3自身的發(fā)熱一起有效散發(fā)到作為基板的熱塑性樹脂1上。
不僅藍色LED芯片存在這種問題，發(fā)出其它顏色的光的LED芯片以及射出來自其它發(fā)光元件芯片的光與波長變換劑的激勵光的混色光的LED等半導體發(fā)光器件，也同樣存在該問題。
并且，不僅嵌入成形有引線框類型的LED存在這種問題，下述類型的LED等半導體發(fā)光器件也同樣存在該問題，即，例如在半導體基板的上表面形成光反射腔，并具有利用從該光反射腔的底部通過側(cè)面環(huán)繞到基板上表面并且根據(jù)情況環(huán)繞到下表面的導電薄膜構(gòu)成的電極層。
另外，作為這種半導體發(fā)光器件的LED，例如，也可按照專利文獻2所述構(gòu)成。
即，根據(jù)專利文獻2，如圖10所示，LED 1由以下部分構(gòu)成兩個引線框2、3；配置在形成于一個引線框2上端的光反射腔2a底面的LED芯片4；在光反射腔2a內(nèi)填充到LED芯片4的上表面位置的第一樹脂層5和填充在其上的第二樹脂層6；形成為包圍上述引線框2、3的上端的樹脂模具部7。
并且，上述LED芯片4例如是藍色LED芯片，被放置在上述光反射腔2a的底部并進行芯片接合，并且利用金線等焊絲4a引線接合在另一個引線框3上，從而兩個引線框2、3被電連接。
其中，上述第一樹脂層5和第二樹脂層6在透光性樹脂中混入作為波長變換劑的熒光體顆粒，將第一樹脂層5的熒光體濃度設定得低于第二樹脂層6的熒光體濃度。
另外，上述第一樹脂層5和第二樹脂層6的熒光體濃度被分布成，使來自LED芯片4的光到達第二樹脂層6上表面的光路長度和熒光體濃度的積大致恒定。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)的LED，從LED芯片4射向各個方向的光在通過第一和第二樹脂層5、6時，通過大致相同量的熒光體。因此，利用熒光體進行波長變換后的光與不通過熒光體的光進行混色，由此在第二樹脂層5、6的上表面可獲得沒有顏色不均的發(fā)光特性。
但是，在上述結(jié)構(gòu)的LED中存在以下問題。
即，關于第一和第二樹脂層5、6，已經(jīng)知道，在使透光性樹脂混合熒光體顆粒并使其固化的情況下，由于兩者的比重差，使得比重較重的熒光體顆粒因重力而沉降。因此，不能使第一和第二樹脂層5、6的各自樹脂中的熒光體濃度均勻。
并且，在光反射腔2a和LED芯片4之間，在透光性樹脂上產(chǎn)生表面張力，所以很難使第一樹脂層5的表面形狀恒定。因此，使光路長度和熒光體濃度的積大致恒定是非常困難的事情，所以實質(zhì)上不能實現(xiàn)沒有顏色不均的均勻的發(fā)光特性。
另外，將熒光體通過波長變換而損失的能量作為熱量放出，但由于熒光體的沉降密度不大，所以來自熒光體的熱量將不能與LED芯片4自身的發(fā)熱一起通過LED芯片4有效地散發(fā)到引線框2上。
不僅藍色LED芯片存在這種問題，發(fā)出其它顏色的光的LED芯片以及射出來自其它發(fā)光元件芯片的光與波長變換劑的激勵光的混色光的LED等半導體發(fā)光器件也同樣存在這種問題。
并且，不僅嵌入成形具有光反射腔的引線框的類型的LED存在這種問題，下述類型的LED等半導體發(fā)光器件也同樣存在這種問題，即，在樹脂基板上嵌入成形平坦的引線框，在該樹脂基板的表面形成光反射腔，使引線框的一部分在其底部露出，或者例如在半導體基板的上表面形成光反射腔，并具有利用從該光反射腔的底部通過側(cè)面環(huán)繞到基板上面并且根據(jù)情況環(huán)繞到下面的導電薄膜構(gòu)成的電極層。
專利文獻1日本特開2004-119838號專利文獻2日本特開2004-111882號發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明就是鑒于上述情況而提出的，其目的在于，利用簡單的結(jié)構(gòu)提供一種半導體發(fā)光器件的制造方法，使來自發(fā)光元件芯片的射出光和基于波長變換劑的激勵光的混色光不會產(chǎn)生顏色不均，并且使作為波長變換劑進行波長變換的損失能量而放出的熱量能夠有效散發(fā)。
上述目的是根據(jù)本發(fā)明的第一結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的，一種半導體發(fā)光器件的制造方法，在設于基板上表面的光反射腔的底面設置發(fā)光元件芯片，在上述光反射腔內(nèi)形成含有粒狀波長變換劑的波長變換層，由來自上述發(fā)光元件芯片的出射光激勵波長變換劑，把出射光和激勵光的混色光射出到外部，其特征在于，在上述光反射腔內(nèi)填充含有波長變換劑的波長變換層的工序包括第一步驟，在上述光反射腔內(nèi)填充不含有波長變換劑的第一透光性樹脂，直到略微露出發(fā)光元件芯片的上表面，使得從發(fā)光元件芯片的上表面朝向周圍傾斜成擂缽狀；第二步驟，在上述光反射腔內(nèi)，在上述第一透光性樹脂上填充含有波長變換劑的第二透光性樹脂；第三步驟，使上述第一透光性樹脂和第二透光性樹脂固化。
本發(fā)明的半導體發(fā)光器件的制造方法，優(yōu)選上述第一和第二透光性樹脂是具有在加熱時粘度降低的特性的熱固性樹脂，在上述第三步驟中，在使上述第一和第二透光性樹脂加熱固化時，上述第二透光性樹脂內(nèi)的粒狀波長變換劑由于上述透光性樹脂的粘度降低而沉降到下方，并堆積在發(fā)光元件芯片的上部和其周圍附近。
本發(fā)明的半導體發(fā)光器件的制造方法，優(yōu)選上述光反射腔形成為朝向上方擴展。
本發(fā)明的半導體發(fā)光器件的制造方法，優(yōu)選上述波長變換劑是熒光體。
本發(fā)明的半導體發(fā)光器件的制造方法，優(yōu)選對應于上述發(fā)光元件芯片的供電線由引線框構(gòu)成，該引線框在上述基板內(nèi)嵌入成形，并且在光反射腔的底面露出。
本發(fā)明的半導體發(fā)光器件的制造方法，優(yōu)選對應于上述發(fā)光元件芯片的供電線由電極層構(gòu)成，該電極層由形成于上述基板表面以及光反射腔的側(cè)面和底面上的導電薄膜構(gòu)成。
上述目的是根據(jù)本發(fā)明的第二結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的，一種半導體發(fā)光器件的制造方法，在設于基板上表面的光反射腔的底面設置發(fā)光元件芯片，在上述光反射腔內(nèi)形成含有粒狀波長變換劑的波長變換層，由來自上述發(fā)光元件芯片的出射光激勵波長變換劑，把出射光和激勵光的混色光射出到外部，其特征在于，在上述光反射腔內(nèi)填充含有波長變換劑的波長變換層的工序包括在上述光反射腔內(nèi)，在發(fā)光元件芯片上涂布第一波長變換層并使其固化的步驟；在上述光反射腔整體填充/涂布第二波長變換層并使其固化的步驟。
本發(fā)明的半導體發(fā)光器件的制造方法，優(yōu)選包括下述步驟，在形成上述第一波長變換層的步驟之前，在上述光反射腔內(nèi)注入不含有波長變換劑的透明樹脂隔離物并使其固化，直到略微露出發(fā)光元件芯片的上表面。
本發(fā)明的半導體發(fā)光器件的制造方法，優(yōu)選上述光反射腔形成為朝向上方擴展。
本發(fā)明的半導體發(fā)光器件的制造方法，優(yōu)選上述光反射腔包括下方腔和更寬的上方腔，該上方腔隔著向外側(cè)擴展的階梯部配置在上述下方腔的上側(cè)，上述透明樹脂隔離物的上面外周緣位于和上述階梯部相同的高度。
本發(fā)明的半導體發(fā)光器件的制造方法，優(yōu)選上述第一波長變換層的波長變換劑的濃度大于第二波長變換層。
并且，上述目的是根據(jù)本發(fā)明的第三結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的，一種半導體發(fā)光器件的制造方法，在設于基板上表面的光反射腔的底面設置發(fā)光元件芯片，在上述光反射腔內(nèi)形成含有粒狀波長變換劑的波長變換層，由來自上述發(fā)光元件芯片的出射光激勵波長變換劑，把出射光和激勵光的混色光射出到外部，其特征在于，上述光反射腔包括下方腔和更寬的上方腔，該上方腔隔著向外側(cè)擴展的階梯部配置在上述下方腔的上側(cè)，在上述光反射腔內(nèi)填充含有波長變換劑的波長變換層的工序包括下述步驟首先，在上述光反射腔的下方腔內(nèi)涂布第二波長變換層并使其固化，直到略微露出發(fā)光元件芯片的上表面，并且從發(fā)光元件芯片的上面朝向周圍傾斜成擂缽狀，使其表面的外周緣位于上述階梯部的上側(cè)，接著，在上述光反射腔整體填充/涂布第一波長變換層并使其固化。
本發(fā)明的半導體發(fā)光器件的制造方法，優(yōu)選上述第一波長變換層的波長變換劑的濃度大于第二波長變換層。
本發(fā)明的半導體發(fā)光器件的制造方法，優(yōu)選在涂布上述第二波長變換層時，根據(jù)上述階梯差形狀控制擂缽狀的傾斜。
本發(fā)明的半導體發(fā)光器件的制造方法，優(yōu)選上述波長變換劑是熒光體。
本發(fā)明的半導體發(fā)光器件的制造方法，優(yōu)選對應于上述發(fā)光元件芯片的供電線由引線框構(gòu)成，該引線框在上述基板內(nèi)嵌入成形，并且在光反射腔的底面露出。
本發(fā)明的半導體發(fā)光器件的制造方法，優(yōu)選對應于上述發(fā)光元件芯片的供電線由引線框構(gòu)成，該引線框在上述基板內(nèi)嵌入成形，并且限定光反射腔。
本發(fā)明的半導體發(fā)光器件的制造方法，優(yōu)選對應于上述發(fā)光元件芯片的供電線由電極層構(gòu)成，該電極層由形成于上述基板表面以及光反射腔的側(cè)面和底面上的導電薄膜構(gòu)成。
根據(jù)上述第一結(jié)構(gòu)，在填充波長變換層時，首先，在光反射腔內(nèi)填充第一透光性樹脂直到略微露出發(fā)光元件芯片的上表面，并且以形成使第一透光性樹脂的表面在周圍上升的擂缽狀。
由此，發(fā)光元件芯片的上表面略微在擂缽狀第一透光性樹脂的最低的底部露出。
在這種狀態(tài)下，繼續(xù)在光反射腔內(nèi)填充含有波長變換劑的第二透光性樹脂。由此，第二透光性樹脂的底面形成為擂缽狀，從中心朝向周圍在半徑方向厚度逐漸變薄，所以具有使波長變換劑的量減少的濃度傾斜。
然后，當使第一和第二透光性樹脂加熱固化時，這些透光性樹脂的粘度降低，由此第二透光性樹脂中包含的波長變換劑的顆粒自然沉降，并堆積在發(fā)光元件芯片上部和周圍的光反射腔的底面上，形成波長變換層。
此時，在發(fā)光元件芯片附近波長變換劑的濃度較大，所以波長變換劑形成以發(fā)光元件芯片為中心的三維的均勻濃度。
因此，由從發(fā)光元件芯片射出的光引起的波長變換劑的激勵強度在半徑方向大致均勻，所以能夠獲得整體上沒有顏色不均的發(fā)光特性。
并且，發(fā)光元件芯片的上表面直接與第二透光性樹脂相對，所以在發(fā)光元件芯片上部，波長變換劑的顆粒直接堆積在發(fā)光元件芯片的上表面。
因此，在驅(qū)動半導體發(fā)光器件時，即使波長變換劑的顆粒因波長變換時的損失能量而產(chǎn)生熱量，該熱量也能夠從發(fā)光元件芯片通過基板散發(fā)，所以能夠進行效率良好的散熱。
由此，可以抑制發(fā)光元件芯片以及半導體發(fā)光器件的溫度上升，所以發(fā)光效率不會因溫度上升而降低。
上述第一和第二透光性樹脂是具有在加熱時粘度降低的特性的熱固性樹脂，在上述第三步驟中，在使上述第一和第二透光性樹脂加熱固化時，上述第二透光性樹脂內(nèi)的粒狀波長變換劑由于上述透光性樹脂的粘度降低而沉降到下方，并堆積在發(fā)光元件芯片的上部和其周圍附近，在這種情況下，在進行上述第一和第二透光性樹脂的加熱固化時，第二透光性樹脂中包含的波長變換劑顆粒通過第一透光性樹脂，直接堆積在發(fā)光元件芯片的上表面及其周圍的光反射腔的底面，所以來自波長變換劑的散熱特性提高。
在上述光反射腔形成為朝向上方擴展的情況下，從發(fā)光元件芯片射出到側(cè)方的射出光或從波長變換劑射出到側(cè)方的激勵光入射到光反射腔的側(cè)面，并朝向上方反射，由此提高光的取出效率。
在上述波長變換劑是熒光體的情況下，當來自發(fā)光元件芯片的射出光入射到波長變換劑上時，波長變換劑被激勵并射出作為激勵光的熒光。
對應于上述發(fā)光元件芯片的供電線由引線框構(gòu)成，該引線框在上述基板內(nèi)嵌入成形，并且在光反射腔的底面露出，在這種情況下，可以把本發(fā)明適用于引線框型的半導體發(fā)光器件。
對應于上述發(fā)光元件芯片的供電線由電極層構(gòu)成，該電極層由形成于上述基板表面以及光反射腔的側(cè)面和底面上的導電薄膜構(gòu)成，在這種情況下，例如可以把本發(fā)明適用于采用半導體基板等基板的表面安裝型半導體發(fā)光器件。
這樣，根據(jù)本發(fā)明，在光反射腔內(nèi)填充含有波長變換劑的透光性樹脂時，首先，在光反射腔內(nèi)填充不含有波長變換劑的第一透光性樹脂，直到略微露出發(fā)光元件芯片的上表面，使得從發(fā)光元件芯片的上表面朝向周圍傾斜成擂缽狀，然后，從其上方填充含有波長變換劑的第二透光性樹脂，所以第二透光性樹脂的底面形成為擂缽狀，即朝向周圍厚度逐漸變薄。
由此，形成為具有第二透光性樹脂中含有的波長變換劑的量朝向周圍逐漸減少的濃度傾斜。因此，在使第一和第二透光性樹脂加熱固化時，透光性樹脂的粘度降低，第二透光性樹脂中包含的波長變換劑顆粒自然沉降，并堆積在發(fā)光元件芯片的上表面及其周圍的光反射腔的底面上。
此時，波長變換劑形成以發(fā)光元件芯片為中心的三維的均勻密度，能夠獲得沒有顏色不均的發(fā)光特性，并且由于波長變換劑直接堆積在發(fā)光元件芯片上，所以因基于波長變換劑的波長變換的損失能量而產(chǎn)生的熱量，可以通過發(fā)光元件芯片從基板有效散發(fā)。
根據(jù)上述第二結(jié)構(gòu)，在填充波長變換層時，首先，在光反射腔內(nèi)的發(fā)光元件芯片上涂布第一波長變換層并使其固化，然后在光反射腔整體填充第二波長變換層并使其固化，所以第一波長變換層對從發(fā)光元件芯片射向上方的光進行波長變換，由此通過波長變換劑進行了波長變換后的光和來自發(fā)光元件芯片的光的混色光，通過位于其上方的第二波長變換層射向外部。
并且，第二波長變換層對從發(fā)光元件芯片射向側(cè)方的光進行波長變換，由此通過波長變換劑進行了波長變換后的光和來自發(fā)光元件芯片的光的混色光射向外部。
這樣，只有從發(fā)光元件芯片射向上方的光通過第一波長變換層，此時，由于被第一波長變換層中包含的波長變換劑進行波長變換，所以通過適當選定第一波長變換層和第二波長變換層中的波長變換劑的種類和濃度，例如，如果是射出藍色光的發(fā)光元件芯片，則可以抑制在發(fā)光元件芯片上部產(chǎn)生泛青色等的顏色不均，獲得整體上沒有顏色不均的發(fā)光顏色的發(fā)光特性。
并且，對于發(fā)光元件芯片的光放射特性，通過適當調(diào)整第一和第二波長變換層的波長變換劑濃度，例如使第一波長變換層的波長變換劑濃度大于第二波長變換層的波長變換劑濃度，可以進一步抑制顏色不均。
并且，在第二波長變換層固化時，熒光體等波長變換劑自然沉降，并且有時堆積在發(fā)光元件芯片周圍，濃度由于該堆積而上升。在第二波長變換層的波長變換劑濃度小于第一波長變換層的波長變換劑濃度時，雙方的波長變換層邊界附近的濃度差變小，所以能夠降低混色光的色差。
另外，在發(fā)光元件芯片的上表面直接涂布第一波長變換層，所以在驅(qū)動半導體發(fā)光器件時，即使波長變換劑的顆粒因波長變換的損失能量而產(chǎn)生熱量時，該熱量也能夠從發(fā)光元件芯片通過基板散發(fā)，所以能夠有效進行散熱。
由此，可以抑制發(fā)光元件芯片以及半導體發(fā)光器件的溫度上升，所以發(fā)光效率不會因溫度上升而降低。
在形成上述第一波長變換層的步驟之前，在上述光反射腔內(nèi)注入不含有波長變換劑的透明樹脂隔離物并使其固化，直到略微露出發(fā)光元件芯片的上表面，在含有該步驟的情況下，在上述光反射腔的發(fā)光元件芯片的上表面下側(cè)的空間中填充透明樹脂隔離物，由此即使第二波長變換層的波長變換劑自然沉降也不會堆積在光反射腔的底面附近，而堆積于底面上方，所以從發(fā)光元件芯片側(cè)面射出的光可以有效入射到第二波長變換層的波長變換劑中。
在上述光反射腔形成為朝向上方擴展的情況下，從發(fā)光元件芯片射向側(cè)方的射出光或從波長變換劑射向側(cè)方的激勵光入射到光反射腔側(cè)面，并朝向上方反射，由此光的取出效率提高。
上述光反射腔包括下方腔和更寬的上方腔，該上方腔隔著向外側(cè)擴展的階梯部配置在上述下方腔的上側(cè)，上述透明樹脂隔離物的上表面外周緣位于和上述階梯部相同的高度，在這種情況下，在根據(jù)該光反射腔具有階梯部的側(cè)面的形狀填充透明樹脂隔離物時，根據(jù)構(gòu)成透明樹脂隔離物的材料的表面張力，透明樹脂隔離物的上表面在周圍光反射腔的側(cè)面爬升，由此透明樹脂隔離物的上表面形成為擂缽狀。
在上述第一波長變換層的波長變換劑的濃度大于第二波長變換層的情況下，從發(fā)光元件芯片射向上方的光通過波長變換劑濃度較大的第一波長變換層，由此產(chǎn)生更強的波長變換效果，例如在使用藍色光的發(fā)光元件芯片時，能夠抑制向正上方射出的光成為泛青的顏色，整體上能夠降低顏色不均。
并且，根據(jù)上述第三結(jié)構(gòu)，在填充波長變換層時，首先在光反射腔的下方腔內(nèi)涂布第二波長變換層并使其固化，直到略微露出發(fā)光元件芯片的上表面，使得表面呈擂缽狀地朝向周圍升高，然后在光反射腔整體涂布第一波長變換層并使其固化。由此，第一波長變換層從中心朝向周圍在半徑方向逐漸變薄，所以具有使波長變換劑的量減少的濃度傾斜。
因此，第二波長變換層對從發(fā)光元件芯片射向側(cè)方的光進行波長變換，從而通過波長變換劑進行了波長變換后的光與來自發(fā)光元件芯片的光的混色光，通過位于其上方的第一波長變換層射出到外部。
并且，第一波長變換層對從發(fā)光元件芯片射向上方的光進行波長變換，從而通過波長變換劑進行了波長變換后的光與來自發(fā)光元件芯片的光的混色光被射出到外部。
這樣，只有從發(fā)光元件芯片射向側(cè)方的光通過第二波長變換層和第一波長變換層，從發(fā)光元件芯片射向上方的光只通過第一波長變換層，所以通過適當選定第一波長變換層和第二波長變換層中的波長變換劑的種類和濃度，例如，如果是射出藍色光的發(fā)送元件芯片，可以抑制在發(fā)光元件芯片上部產(chǎn)生泛青色等的顏色不均，獲得整體上沒有顏色不均的發(fā)光顏色的發(fā)光特性。
在上述第一波長變換層的波長變換劑的濃度大于第二波長變換層的情況下，從發(fā)光元件芯片射向上方的光通過波長變換劑濃度較大的第一波長變換層，由此產(chǎn)生更強的波長變換效果，例如在使用藍色光的發(fā)光元件芯片時，能夠抑制向正上方射出的光成為泛青的顏色，整體上能夠降低顏色不均。
在涂布上述第二波長變換層時，在根據(jù)上述階梯差形狀控制擂缽狀的傾斜的情況下，在涂布了第二波長變換層時，構(gòu)成第二波長變換層的材料根據(jù)其表面張力以及光反射腔的階梯差形狀即具有該階梯差的側(cè)面的形狀，在光反射腔的側(cè)面爬升，所以通過適當調(diào)整光反射腔的階梯差形狀，可以控制該爬升量即擂缽形狀的傾斜，形成所期望的擂缽形狀。
如果上述波長變換劑是熒光體，則當來自發(fā)光元件芯片的射出光入射到波長變換劑中時，波長變換劑被激勵，射出作為激勵光的熒光。
對應于上述發(fā)光元件芯片的供電線由引線框構(gòu)成，該引線框在上述基板內(nèi)嵌入成形，并且在光反射腔的底面露出，在這種情況下，可以把本發(fā)明適用于表面安裝型引線框式半導體發(fā)光器件。
對應于上述發(fā)光元件芯片的供電線由引線框構(gòu)成，該引線框在上述基板內(nèi)嵌入成形，并且限定光反射腔，在這種情況下，同樣可以把本發(fā)明適用于炮彈型引線框式半導體發(fā)光器件。
對應于上述發(fā)光元件芯片的供電線由電極層構(gòu)成，該電極層由形成于上述基板表面以及光反射腔的側(cè)面和底面上的導電薄膜構(gòu)成，在這種情況下，例如可以把本發(fā)明適用于采用半導體基板等基板的表面安裝型半導體發(fā)光器件。
這樣，根據(jù)本發(fā)明，在光反射腔內(nèi)填充含有波長變換劑的透光性樹脂時，把波長變換劑的濃度較大的第一波長變換層配置在發(fā)光元件芯片的上表面，并且在發(fā)光元件芯片的側(cè)方附近配置波長變換劑的濃度較小的第二波長變換層，所以在發(fā)光元件芯片的上方，波長變換劑的濃度變大，因此能夠獲得沒有顏色不均的發(fā)光特性，并且由于在發(fā)光元件芯片上直接堆積波長變換劑，所以因基于波長變換劑的波長變換的損失能量而產(chǎn)生的熱量，可以通過發(fā)光元件芯片從基板有效散發(fā)。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的制造方法的第一實施方式制造的LED的結(jié)構(gòu)的概略剖面圖。
圖2是依次示出圖1所示LED的波長變換層的制造工序的概略剖面圖。
圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的制造方法的第二實施方式制造的LED的結(jié)構(gòu)的概略剖面圖。
圖4是依次示出以往的LED的制造方法的一例的制造工序的概略剖面圖。
圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的制造方法的第三實施方式制造的LED的結(jié)構(gòu)的概略剖面圖。
圖6是表示根據(jù)本發(fā)明的制造方法的第四實施方式制造的LED的結(jié)構(gòu)的概略剖面圖。
圖7是表示根據(jù)本發(fā)明的制造方法的第五實施方式制造的LED的結(jié)構(gòu)的概略剖面圖。
圖8是表示根據(jù)本發(fā)明的制造方法的第六實施方式制造的LED的結(jié)構(gòu)的概略剖面圖。
圖9是表示根據(jù)本發(fā)明的制造方法的第七實施方式制造的LED的結(jié)構(gòu)的概略剖面圖。
圖10是依次示出以往的LED的制造方法的一例的制造工序的概略剖面圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。
另外，以下敘述的實施方式是本發(fā)明的優(yōu)選具體示例，所以在技術上進行了各種優(yōu)選限定，但是，在以下說明中只要沒有特別限定本發(fā)明的記載，本發(fā)明的范圍就不限于這些方式。
圖1表示作為本發(fā)明的半導體發(fā)光器件的LED的制造方法的第一實施方式。
在圖1中，LED 10由以下部分構(gòu)成一對引線框11、12；將這些引線框11、12保持在規(guī)定位置的一體成形的基板13；藍色LED芯片14，其安裝在一個引線框11的芯片安裝部11a上，該引線框11在設置于該基板13上表面的光反射腔13a內(nèi)露出；波長變換層15，其混入有波長變換劑(例如熒光體)，并且形成為在上述基板13的光反射腔13a內(nèi)包圍藍色LED芯片14。
上述引線框11、12在分別露出在上述光反射腔13a內(nèi)的前端具有芯片安裝部11a和接合部12a，由鋁等導電性材料形成，并且，另一端從基板13的側(cè)面環(huán)繞到下面，構(gòu)成用于進行表面安裝的連接部11b和12b。
這些引線框11、12通過將金屬板沖壓成形為規(guī)定形狀而制得。
上述基板13通過嵌入成形與上述引線框11、12形成為一體，在上表面中央具有呈擂缽狀朝向上方擴展的光反射腔13a。
此處，在上述光反射腔13a的底部露出上述引線框11、12前端的芯片安裝部11a和接合部12a。
上述藍色LED芯片14在上述基板13的光反射腔13a內(nèi)被接合在一個引線框13前端的芯片安裝部13a上，并且設于其表面的電極通過接合線16與相鄰的露出在光反射腔13a內(nèi)的另一個引線框12前端的接合部12a電連接。
此處，上述藍色LED芯片14是所謂藍色LED芯片，在被施加驅(qū)動電壓時發(fā)出藍色光。
上述波長變換層15利用混入了微粒狀波長變換劑15a的高耐熱性的熱固性樹脂，例如透明環(huán)氧樹脂等構(gòu)成，波長變換劑15a沉降到下方。
并且，來自藍色LED芯片14的藍色光入射到該波長變換層15，由此波長變換劑15a被激勵，從波長變換劑15a產(chǎn)生黃色光，并且通過它們的混色而形成的白色光射出到外部。
另外，波長變換劑15a使用例如摻雜了鈰、釓等的YAG波長變換劑、在這種YAG波長變換劑中把釔置換為其它元素的變換劑或者正硅酸鹽衍生物等，發(fā)出黃色光的熒光。
此處，根據(jù)本發(fā)明，如下地形成上述波長變換層15。
即，在圖2(A)中，藍色LED芯片14被安裝在露出在基板13的光反射腔13a內(nèi)的引線框11的芯片安裝部11a上，在這種狀態(tài)下，首先在光反射腔13a內(nèi)，如圖2(B)所示，注入/填充由不含有波長變換劑15a的例如環(huán)氧樹脂構(gòu)成的第一透光性樹脂17。
此處，第一透光性樹脂17由通過加熱使粘度在短時間內(nèi)降低的熱固性樹脂構(gòu)成。
此時，第一透光性樹脂17被填充到略微露出藍色LED芯片14上表面的程度，并且從藍色LED芯片14上表面朝向周圍呈擂缽狀向上傾斜。
然后，從擂缽狀表面的第一透光性樹脂17上方，在光反射腔13a內(nèi)注入/填充含有波長變換劑15a的第二透光性樹脂18直到高度與基板13的上表面大致相同。
此處，第二透光性樹脂18也同樣由通過加熱使粘度在短時間內(nèi)降低的熱固性樹脂構(gòu)成。
由此，第二透光性樹脂18的底面根據(jù)第一透光性樹脂17的表面形狀形成為擂缽狀，其厚度朝向周圍在半徑方向逐漸變薄，即具有使第二透光性樹脂18中包含的波長變換劑15a的量減少的濃度傾斜。
然后，第一透光性樹脂17和第二透光性樹脂18與基板13一起被投入例如樹脂固化裝置內(nèi)，進行加熱固化。
此時，第一和第二透光性樹脂17、18的粘度在短時間內(nèi)降低，所以第二透光性樹脂18中包含的波長變換劑15a顆粒自然沉降，如圖1所示，以高密度堆積在藍色LED芯片14上以及其周圍的光反射腔13a的底面。
此處，如前面所述，由于波長變換劑15a在半徑方向具有濃度傾斜，所以在藍色LED芯片14的上表面及其周圍不會產(chǎn)生波長變換劑15a的分布階梯差，能夠三維地均勻地堆積。
因此，從藍色LED芯片14射出的藍色光通過波長變換劑15a進行波長變換，并射出黃色光的熒光，通過與藍色光的混色形成白色光。此時，根據(jù)波長變換劑15a的三維的均勻分布，可以獲得沒有顏色不均的發(fā)光特性。
并且，如上所述，波長變換劑15a高密度地堆積在藍色LED芯片14的上表面及其周圍，所以波長變換劑15a直接堆積在藍色LED芯片14的上表面及其周圍的光反射腔13a的底面。
由此，在驅(qū)動LED 10時，即使由于波長變換劑15a的波長變換時的損失能量而產(chǎn)生熱量，該熱量也能夠有效傳遞到藍色LED芯片14以及基板13上并散發(fā)。所以，藍色LED芯片14不會因波長變換劑15a的發(fā)熱而導致溫度上升，發(fā)光效率不會降低，能夠保持良好的發(fā)光效率。
根據(jù)本發(fā)明實施方式的表面安裝型白色LED 10是按以上所述構(gòu)成的，當通過一對引線框11、12向藍色LED芯片14施加驅(qū)動電壓時，藍色LED芯片14發(fā)光，并射出藍色光。
并且，從藍色LED芯片14射出的藍色光的一部分入射到混入到波長變換層15中的波長變換劑15a上，由此波長變換劑15a被激勵，產(chǎn)生黃色光的熒光。
該黃色光與來自藍色LED芯片14的藍色光混色并形成白色光，通過波長變換層15從波長變換層15的上表面射出到外部。
這樣，根據(jù)本發(fā)明實施方式的LED 10，在形成波長變換層15時，首先，在光反射腔13a內(nèi)呈擂缽狀地填充第一透光性樹脂17，然后從其上方在光反射腔13a內(nèi)填充混入了波長變換劑15a的第二透光性樹脂18。由此，第二透光性樹脂18中含有的波長變換劑15a具有朝向周圍逐漸減小的濃度傾斜。
然后，在使第一和第二透光性樹脂17、18加熱固化時，它們的粘度變得較小，所以第二透光性樹脂18中含有的波長變換劑自然沉降，并堆積在藍色LED芯片14的上表面及其周圍的光反射腔13a的底面。
由此，在藍色LED芯片14的周圍，波長變換劑15a形成以藍色LED芯片14為中心的三維的均勻分布，從而能夠獲得由來自藍色LED芯片14的藍色光引起的波長變換劑15a的激勵強度大致均勻、整體上沒有顏色不均的發(fā)光特性。
圖3表示作為本發(fā)明的半導體發(fā)光器件的LED的制造方法的第二實施方式。
在圖3中，LED 20不使用圖1所示的LED 10中的引線框11、12，例如是具有電極層13b、13c的類型的LED，該電極層13b、13c由通過從半導體基板等基板13的光反射腔13a底面傾斜的側(cè)面延伸到基板13的上表面的由金屬等形成的導電薄膜構(gòu)成。
并且，形成于光反射腔13a內(nèi)的波長變換層15與上述LED 10的情況相同，按照圖2所示來形成。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)的LED 20，與圖1所示LED 10的情況相同，在形成波長變換層15時，首先，在光反射腔13a內(nèi)呈擂缽狀地填充第一透光性樹脂17，然后從其上方在光反射腔13a內(nèi)填充混入了波長變換劑15a的第二透光性樹脂18。由此，第二透光性樹脂18中含有的波長變換劑15a具有朝向周圍逐漸減少的濃度傾斜。
然后，在使第一和第二透光性樹脂17、18加熱固化時，它們的粘度變得較小，所以第二透光性樹脂18中含有的波長變換劑自然沉降，并堆積在藍色LED芯片14的上表面及其周圍的光反射腔13a的底面。
由此，在藍色LED芯片14的周圍，波長變換劑15a形成以藍色LED芯片14為中心的三維的均勻分布，從而能夠獲得由來自藍色LED芯片14的藍色光引起的波長變換劑15a的激勵強度大致均勻、整體上沒有顏色不均的發(fā)光特性。
圖5表示作為本發(fā)明的半導體發(fā)光器件的LED的制造方法的第三實施方式。
在圖5中，LED 30由以下部分構(gòu)成一對引線框11、12；將這些引線框11、12保持在規(guī)定位置的一體成形的基板13；藍色LED芯片14，被安裝于一個引線框11的芯片安裝部11a上，該引線框11在設置于該基板13上表面的光反射腔13a內(nèi)露出；波長變換層15，其混入有波長變換劑(例如熒光體)，并且形成為在上述基板13的光反射腔13a內(nèi)包圍藍色LED芯片14。
上述引線框11、12由鋁等導電性材料形成，在各自露出在上述光反射腔13a內(nèi)的前端具有芯片安裝部11a和接合部12a，另一端從基板13的側(cè)面環(huán)繞到下面，構(gòu)成用于進行表面安裝的連接部11b和12b。
這些引線框11、12通過將金屬板沖壓成形為規(guī)定形狀而制得。
上述基板13通過嵌入成形與上述引線框11、12形成為一體，在上表面中央具有呈擂缽狀朝向上方擴展的光反射腔13a。
此處，在上述光反射腔13a的底部露出上述引線框11、12前端的芯片安裝部11a和接合部12a。
上述藍色LED芯片14在上述基板13的光反射腔13a內(nèi)被接合于一個引線框13前端的芯片安裝部13a上，并且設置在其表面的電極通過接合線(未圖示)與相鄰的在光反射腔13a內(nèi)露出的另一個引線框12前端的接合部12a電連接。
此處，上述藍色LED芯片14是所謂藍色LED芯片，在被施加驅(qū)動電壓時發(fā)出藍色光。
上述波長變換層15由形成于藍色LED芯片14上表面的第一波長變換層16和從其上方填充于光反射腔13a內(nèi)的第二波長變換層17構(gòu)成。
這些第一和第二波長變換層16、17分別由混入了微粒狀波長變換劑(未圖示)的高耐熱性的熱固性樹脂，例如透明環(huán)氧樹脂等構(gòu)成，在固化時，波長變換劑自然沉降到下方。并且，來自藍色LED芯片14的藍色光入射到該波長變換層16、17，由此波長變換劑被激勵，波長變換劑產(chǎn)生黃色光，并且通過它們的混色而形成的白色光射出到外部。
另外，波長變換劑使用例如摻雜了鈰、釓等的YAG波長變換劑、在這種YAG波長變換劑中把釔置換為其它元素的變換劑或者原硅酸鹽衍生物等，發(fā)出黃色光的熒光。
并且，第一波長變換層16含有濃度較大的波長變換劑，第二波長變換層17含有濃度較小的波長變換劑。
此處，根據(jù)本發(fā)明，如下地形成上述波長變換層15。
即，藍色LED芯片14被安裝在露出在基板13的光反射腔13a內(nèi)的引線框11的芯片安裝部11a上，在這種狀態(tài)下，首先在光反射腔13a內(nèi)，在藍色LED芯片14上涂布第一波長變換層16并加熱使其固化。此時，構(gòu)成第一波長變換層16的材料(熱固性透明樹脂)的粘度因加熱而降低，由此波長變換劑因重力而自然沉降，并堆積在藍色LED芯片14上。
然后，從上述的第一波長變換層16上方，對光反射腔13a整體填充/涂布第二波長變換層17，并加熱使其固化。
此時，第二波長變換層17的粘度因加熱而降低，由此第二波長變換層17中包含的波長變換劑的顆粒自然沉降，并堆積在藍色LED芯片14周圍的光反射腔13a的底面上。
由此，在驅(qū)動LED 30時，即使由于波長變換劑15a的波長變換時的損失能量而產(chǎn)生熱量，該熱量也能夠有效傳遞到藍色LED芯片14以及基板13上并散熱。所以，藍色LED芯片14不會因波長變換劑15a的發(fā)熱而導致溫度上升，發(fā)光效率不會降低，能夠保持良好的發(fā)光效率。
根據(jù)本發(fā)明實施方式的表面安裝型白色LED 30是按以上所述構(gòu)成的，當通過一對引線框11、12向藍色LED芯片14施加驅(qū)動電壓時，藍色LED芯片14發(fā)光，并射出藍色光。
并且，從藍色LED芯片14射出的藍色光的一部分入射到被混入波長變換層15中的波長變換劑上，由此波長變換劑被激勵，產(chǎn)生黃色光的熒光。
該黃色光與來自藍色LED芯片14的藍色光混色而形成白色光，通過波長變換層15從波長變換層15的上表面射出到外部。
此時，從藍色LED芯片14射向上方的光通過第一波長變換層16及其上的第二波長變換層17，激勵第一波長變換層16中包含的濃度較大的波長變換劑，從而波長變換效率提高。
因此，在光放射密度一般較大的藍色LED芯片14上方，來自藍色LED芯片14的藍色光與波長變換劑所產(chǎn)生的激勵光充分混色而形成白色光，可以抑制以往那樣形成泛青的顏色。
另外，在上述第二波長變換層17的藍色LED芯片14的上方區(qū)域，波長變換劑在加熱固化時自然沉降，所以其波長變換劑濃度非常低。
與此相對，從藍色LED芯片14射向側(cè)方的光只通過第二波長變換層17，激勵第二波長變換層17中包含的濃度較低的波長變換劑，由此產(chǎn)生作為激勵光的黃色光，并與來自藍色LED芯片14的藍色光混色，形成白色光射向上方。
因此，只有從藍色LED芯片14射向上方的光通過第一波長變換層16，并激勵濃度較大的波長變換劑，由此射向上方的白色光在藍色LED芯片14上方不會成為泛青的顏色，能夠獲得整體上沒有顏色不均的發(fā)光顏色(白色)的發(fā)光特性。
這樣，根據(jù)本發(fā)明實施方式的LED 30，在形成波長變換層15時，首先，只在藍色LED芯片14上涂布第一波長變換層16并加熱使其固化，然后從其上方在光反射腔13a內(nèi)填充第二波長變換層17并加熱使其固化。由此，只在藍色LED芯片14上構(gòu)成波長變換劑濃度較大的波長變換層。
由此，能夠獲得由來自藍色LED芯片14的藍色光引起的波長變換劑的激勵強度大致均勻、整體上沒有顏色不均的發(fā)光特性。
圖6表示作為本發(fā)明的半導體發(fā)光器件的LED的制造方法的第四實施方式。
在圖6中，LED 40不使用圖5所示LED 30中的引線框11、12，例如是具有電極層13b、13c類型的LED，該電極層13b、13c由通過從半導體基板等基板13的光反射腔13a底面傾斜的側(cè)面延伸到基板13的上表面的由金屬等形成的導電薄膜構(gòu)成。
并且，形成于光反射腔13a內(nèi)的波長變換層15與上述LED 30的情況相同，由第一波長變換層16和第二波長變換層17構(gòu)成，并且形成為和LED 30的情況相同。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)的LED 40，與圖5所示LED 30的情況相同，在形成波長變換層15時，首先在藍色LED芯片14上涂布第一波長變換層16并加熱使其固化，然后從其上方在光反射腔13a內(nèi)填充/涂布第二波長變換層17并加熱使其固化。
由此，在藍色LED芯片14上形成波長變換劑濃度較大的第一波長變換層16，能夠獲得由來自藍色LED芯片14的藍色光引起的波長變換劑的激勵強度大致均勻、整體上沒有顏色不均的發(fā)光特性。
圖7表示作為本發(fā)明的半導體發(fā)光器件的LED的制造方法的第五實施方式。
在圖7中，LED50不使用圖5所示的LED 30中的引線框11、12，而構(gòu)成為所謂炮彈型LED，由以下部分構(gòu)成一對引線框31、32；配置在形成于一個引線框31上端的光反射腔31a底面的藍色LED芯片14；填充在光反射腔31a內(nèi)的波長變換層15；形成為包圍上述引線框31、32上端的樹脂模具部33。
這種情況下，上述藍色LED芯片14的上端電極部通過接合線32a與另一個引線框32的上端電連接。
并且，形成于光反射腔31a內(nèi)的波長變換層15與上述LED 30的情況相同，由第一波長變換層16和第二波長變換層17構(gòu)成，并且形成為和LED 30的情況相同。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)的LED50，與圖5所示的LED 30的情況相同，在形成波長變換層15時，首先在藍色LED芯片14上涂布第一波長變換層16并加熱使其固化，然后從其上方在光反射腔13a內(nèi)填充/涂布第二波長變換層17并加熱使其固化。
由此，在藍色LED芯片14上形成波長變換劑濃度較大的第一波長變換層16，能夠獲得由來自藍色LED芯片14的藍色光引起的波長變換劑的激勵強度大致均勻、整體上沒有顏色不均的發(fā)光特性。
圖8表示作為本發(fā)明的半導體發(fā)光器件的LED的制造方法的第六實施方式。
在圖8中，LED 60與圖5所示的LED 30相比，其不同之處是，光反射腔13由下方腔13d和比其大的上方腔13e這兩部分構(gòu)成，并且波長變換層15包括填充在下方腔13d內(nèi)的透明樹脂隔離物。上述下方腔13d與上方腔13e相比在水平方向形成得較小，在與上方腔13e之間具有向外側(cè)擴展的階梯部13f。
此處，上述透明樹脂隔離物41例如由與構(gòu)成第一及第二波長變換層16、17的透光性透明樹脂相同的材料構(gòu)成，而且是在形成這些第一及第二波長變換層16、17之前形成的。即，藍色LED芯片14被安裝在露出在基板13的光反射腔13a內(nèi)的引線框11的芯片安裝部11a上，在這種狀態(tài)下，首先在光反射腔13a的下方腔13d內(nèi)注入/填充不含有波長變換劑的透明樹脂隔離物41，并加熱使其固化。
此時，填充上述透明樹脂隔離物41到略微露出藍色LED芯片14上表面的程度，并且到達光反射腔13a的下方腔13d和上方腔13e之間的階梯部13f的高度。
然后，在光反射腔13a內(nèi)，在藍色LED芯片14上涂布第一波長變換層16并加熱使其固化。此時，構(gòu)成第一波長變換層16的材料(熱固性透明樹脂)的粘度因加熱而降低，由此波長變換劑因重力而自然沉降，并堆積在藍色LED芯片14上。
然后，從上述第一波長變換層16上方，對上方腔13e整體填充涂布第二波長變換層17，并加熱使其固化。
由此，在驅(qū)動LED 60時，即使由于波長變換劑15a的波長變換時的損失能量而產(chǎn)生熱量，該熱量也能夠有效傳遞到藍色LED芯片14上并散發(fā)。所以，藍色LED芯片14不會因波長變換劑15a的發(fā)熱而導致溫度上升，發(fā)光效率不會降低，能夠保持良好的發(fā)光效率。
另外，該情況時，在光反射腔13a的下方腔13d內(nèi)填充透明樹脂隔離物41，由此從藍色LED芯片14側(cè)射出的光從透明樹脂隔離物41內(nèi)朝向上方入射到第二波長變換層17內(nèi)。
因此，在第二波長變換層17內(nèi)，即使波長變換劑因自然沉降而堆積在其底面附近時，也能使從藍色LED芯片14側(cè)射出的光實質(zhì)上入射到所有波長變換劑上，由此波長變換效率提高。由此，為了獲得基于相同波長變換的激勵光的光量，混入第二波長變換層17內(nèi)的波長變換劑的量減少。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)的LED 60，在形成波長變換層15時，首先，在下方腔13d內(nèi)填充透明樹脂隔離物41并使其固化，然后與圖5所示的LED 30的情況相同，在藍色LED芯片14上涂布第一波長變換層16并加熱使其固化，然后從其上方在光反射腔13a內(nèi)填充/涂布第二波長變換層17并加熱使其固化。
由此，在藍色LED芯片14上形成波長變換劑濃度較大的第一波長變換層16，能夠獲得由來自藍色LED芯片14的藍色光引起的波長變換劑的激勵強度大致均勻、整體上沒有顏色不均的發(fā)光特性。
另外，來自藍色LED芯片14的藍色光實質(zhì)上入射到第二波長變換層17中包含的所有波長變換劑顆粒中，并激勵波長變換劑，所以激勵效率提高。
圖9表示作為本發(fā)明的半導體發(fā)光器件的LED的制造方法的第七實施方式。
在圖9中，LED 70與圖8所示的LED 60相比，其不同之處是，波長變換層15中的第一波長變換層16被從藍色LED芯片14上表面填充到整個上側(cè)，并且第二波長變換層17被填充到下方腔13d內(nèi)，使藍色LED芯片14的上表面略微露出并且使其上表面朝向周圍向上方傾斜地形成擂缽狀。
此處，上述波長變換層15按照本發(fā)明的以下所述形成。
即，藍色LED芯片14被安裝在露出在基板13的光反射腔13a內(nèi)的引線框11的芯片安裝部11a上，在這種狀態(tài)下，首先在光反射腔13a內(nèi)注入/填充波長變換劑濃度較小的第二波長變換層17，并加熱使其固化。
此時，第二波長變換層17被填充到略微露出藍色LED芯片14上表面的程度，并且使其表面從藍色LED芯片14的上表面朝向周圍向上傾斜成擂缽狀，而且使其表面外周緣位于光反射腔13a的階梯部13f上方。
此處，第二波長變換層17的表面的擂缽狀形狀，根據(jù)構(gòu)成第二波長變換層17的材料(透光性透明樹脂)的表面張力和包括光反射腔13a側(cè)面的階梯部13f的表面形狀，由光反射腔13a的側(cè)面的爬升量來確定。
因此，通過適當選定上述材料和光反射腔13a的側(cè)面的階梯部形狀(即包括階梯部13f的表面形狀)，可以控制上述的爬升量以及第二波長變換層17的上表面的擂缽狀形狀，并且通過階梯部形狀來穩(wěn)定第二波長變換層17的擂缽狀的上表面形狀及涂布量。
并且，可以防止來自藍色LED芯片14側(cè)面的光不通過第二波長變換層17而直接入射到第一波長變換層16上。
然后，在光反射腔13a內(nèi)，包括藍色LED芯片14在內(nèi)整體涂布第一波長變換層16，并加熱使其固化。此時，構(gòu)成第一波長變換層16的材料(熱固性透明樹脂)的粘度因加熱而降低，由此波長變換劑因重力而自然沉降并形成堆積。
這種情況下，第一波長變換層16的底面對應上述第二波長變換層17的擂缽狀上表面而形成為擂缽狀，其厚度朝向周圍在半徑方向上漸漸變薄，即具有第一波長變換層16中所包含的波長變換劑的量減少的濃度傾斜。
由此，第一波長變換層16的波長變換劑在第一波長變換層16的底面形成三維的均勻堆積。
因此，從藍色LED芯片14射出的藍色光通過波長變換劑進行波長變換，射出黃色光的熒光，通過與藍色光的混色而形成白色光。此時，根據(jù)以波長變換劑的藍色LED芯片14上表面為中心的三維均勻分布，可以獲得沒有顏色不均的發(fā)光特性。
并且，如上所述，波長變換劑高密度地堆積在藍色LED芯片14的上表面及其周圍，所以波長變換劑直接堆積在藍色LED芯片14的上表面及其周圍的光反射腔13a的底面上。
由此，在驅(qū)動LED 70時，即使由于波長變換劑的波長變換時的損失能量而產(chǎn)生熱量，該熱量也能夠有效傳遞到藍色LED芯片14以及基板13上并散發(fā)。
所以，藍色LED芯片14不會因波長變換劑的發(fā)熱而導致溫度上升，發(fā)光效率不會降低，能夠保持良好的發(fā)光效率。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)的LED 70，在形成波長變換層15時，首先，在下方光反射腔13b內(nèi)填充第二波長變換層17并使其固化，然后從其上方涂布第一波長變換層16并加熱使其固化。
由此，以藍色LED芯片14上方為中心，形成波長變換劑濃度較大的第一波長變換層16，能夠獲得由來自藍色LED芯片14的藍色光引起的波長變換劑的激勵強度大致均勻、整體上沒有顏色不均的發(fā)光特性。
在上述實施方式中，使光反射腔13a的側(cè)壁朝向上方擴展，但不限于此，光反射腔13a的側(cè)壁也可以與底面垂直。
并且，在上述實施方式中，作為發(fā)光元件芯片使用了藍色LED芯片14，但不限于此，也可以是射出其它顏色光的LED芯片，或者其它結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件芯片。
該情況下，波長變換劑15a把藍色光變換為黃色光，但不限于此，也可以選擇對應包括LED芯片的發(fā)光元件芯片的射出光的發(fā)光顏色，而把該發(fā)光顏色變換為合適顏色的光。
并且，在上述實施方式中，LED 60、70與圖5所示的LED 30相同，具有嵌入形成于基板13上的引線框11、12，但不限于此，也可以構(gòu)成為圖6或圖7所示結(jié)構(gòu)的LED。
這樣，根據(jù)本發(fā)明，能夠利用簡單的結(jié)構(gòu)提供一種半導體發(fā)光器件的制造方法，在來自發(fā)光元件芯片的射出光和基于波長變換劑的激勵光的混色光中不會產(chǎn)生顏色不均，并且使作為波長變換劑進行波長變換時的損失能量而放出的熱量可以有效散發(fā)。
權(quán)利要求
1.一種半導體發(fā)光器件的制造方法，在設于基板上表面的光反射腔的底面設置發(fā)光元件芯片，在上述光反射腔內(nèi)形成含有粒狀波長變換劑的波長變換層，由來自上述發(fā)光元件芯片的出射光激勵波長變換劑，把出射光和激勵光的混色光射出到外部，其特征在于，在上述光反射腔內(nèi)填充含有波長變換劑的波長變換層的工序包括第一步驟，在上述光反射腔內(nèi)填充不含有波長變換劑的第一透光性樹脂，直到略微露出發(fā)光元件芯片的上表面，使得從發(fā)光元件芯片的上表面朝向周圍傾斜成擂缽狀；第二步驟，在上述光反射腔內(nèi)，在上述第一透光性樹脂上填充含有波長變換劑的第二透光性樹脂；第三步驟，使上述第一透光性樹脂和第二透光性樹脂固化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體發(fā)光器件的制造方法，其特征在于，上述第一和第二透光性樹脂是具有在加熱時粘度降低的特性的熱固性樹脂，在上述第三步驟中，在使上述第一和第二透光性樹脂加熱固化時，上述第二透光性樹脂內(nèi)的粒狀波長變換劑由于上述透光性樹脂的粘度降低而沉降到下方，并堆積在發(fā)光元件芯片的上部和其周圍附近。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導體發(fā)光器件的制造方法，其特征在于，上述光反射腔形成為朝向上方擴展。
4.一種半導體發(fā)光器件的制造方法，在設于基板上表面的光反射腔的底面設置發(fā)光元件芯片，在上述光反射腔內(nèi)形成含有粒狀波長變換劑的波長變換層，由來自上述發(fā)光元件芯片的出射光激勵波長變換劑，把出射光和激勵光的混色光射出到外部，其特征在于，在上述光反射腔內(nèi)填充含有波長變換劑的波長變換層的工序包括首先，在上述光反射腔內(nèi)的發(fā)光元件芯片上涂布第一波長變換層并固化的步驟；接著，在上述光反射腔整體內(nèi)填充、涂布第二波長變換層并固化的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導體發(fā)光器件的制造方法，其特征在于，包括下述步驟在形成上述第一波長變換層的步驟之前，在上述光反射腔內(nèi)注入不含有波長變換劑的透明樹脂隔離物并使其固化，直到略微露出發(fā)光元件芯片的上表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的半導體發(fā)光器件的制造方法，其特征在于，上述光反射腔形成為朝向上方擴展。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的半導體發(fā)光器件的制造方法，其特征在于，上述光反射腔包括下方腔和更寬的上方腔，該上方腔隔著向外側(cè)擴展的階梯部配置在上述下方腔的上側(cè)，上述透明樹脂隔離物的上面外周緣位于和上述階梯部相同的高度。
8.根據(jù)權(quán)利要求4～7中任一項所述的半導體發(fā)光器件的制造方法，其特征在于，上述第一波長變換層的波長變換劑的濃度大于第二波長變換層。
9.一種半導體發(fā)光器件的制造方法，在設于基板上表面的光反射腔的底面設置發(fā)光元件芯片，在上述光反射腔內(nèi)形成含有粒狀波長變換劑的波長變換層，由來自上述發(fā)光元件芯片的出射光激勵波長變換劑，把出射光和激勵光的混色光射出到外部，其特征在于，上述光反射腔包括下方腔和更寬的上方腔，該上方腔隔著向外側(cè)擴展的階梯部配置在上述下方腔的上側(cè)，在上述光反射腔內(nèi)填充含有波長變換劑的波長變換層的工序包括下述步驟首先，在上述光反射腔的下方腔內(nèi)涂布第二波長變換層并使其固化，直到略微露出發(fā)光元件芯片的上表面，并且從發(fā)光元件芯片的上面朝向周圍傾斜成擂缽狀，使其表面的外周緣位于上述階梯部的上側(cè)，接著，對上述光反射腔全體填充、涂布第一波長變換層并固化。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導體發(fā)光器件的制造方法，其特征在于，上述第一波長變換層的波長變換劑的濃度大于第二波長變換層。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的半導體發(fā)光器件的制造方法，其特征在于，在涂布上述第二波長變換層時，根據(jù)上述階梯差形狀控制擂缽狀傾斜。
12.根據(jù)權(quán)利要求1～11中任一項所述的半導體發(fā)光器件的制造方法，其特征在于，上述波長變換劑是熒光體。
13.根據(jù)權(quán)利要求1～12中任一項所述的半導體發(fā)光器件的制造方法，其特征在于，對應于上述發(fā)光元件芯片的供電線由引線框構(gòu)成，該引線框在上述基板內(nèi)嵌入成形，并且在光反射腔的底面露出。
14.根據(jù)權(quán)利要求1～12中任一項所述的半導體發(fā)光器件的制造方法，其特征在于，對應于上述發(fā)光元件芯片的供電線由引線框構(gòu)成，該引線框在上述基板內(nèi)嵌入成形，并且限定光反射腔。
15.根據(jù)權(quán)利要求1～12中任一項所述的半導體發(fā)光器件的制造方法，其特征在于，對應于上述發(fā)光元件芯片的供電線由電極層構(gòu)成，該電極層由形成于上述基板表面、以及光反射腔的側(cè)面和底面上的導電薄膜構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明的目的是，利用簡單的結(jié)構(gòu)提供一種半導體發(fā)光器件的制造方法，使來自發(fā)光元件芯片的射出光和波長變換劑的激勵光的混色光不產(chǎn)生顏色不均，并且使作為波長變換劑進行波長變換后的損失能量而放出的熱量能夠有效散發(fā)。在基板上表面的光反射腔的底面設置發(fā)光元件芯片，在上述光反射腔內(nèi)形成含有粒狀波長變換劑(15a)的波長變換層(15)，按如下步驟來構(gòu)成半導體發(fā)光器件的制造方法填充上述波長變換層的工序首先在上述光反射腔內(nèi)填充不含有波長變換劑的第一透光性樹脂(17)，直到略微露出發(fā)光元件芯片的上表面，使得從發(fā)光元件芯片的上表面朝向周圍傾斜成擂缽狀，然后，在上述光反射腔內(nèi)，在上述第一透光性樹脂上填充含有波長變換劑的第二透光性樹脂(18)，然后，使上述第一透光性樹脂和第二透光性樹脂固化。
文檔編號H01L33/62GK1770488SQ20051010587
公開日2006年5月10日 申請日期2005年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月29日
發(fā)明者原田光范 申請人:斯坦雷電氣株式會社