專利名稱：光發(fā)射器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光發(fā)射器件及其制造方法，特別地，涉及一種具 有空腔結(jié)構(gòu)的光發(fā)射器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的光發(fā)射器件通常具有空腔結(jié)構(gòu)，其形狀被形成為，空腔的 內(nèi)部直徑從孔隙開始朝向基底增加。圖1是示出了傳統(tǒng)的光發(fā)射器件
的頂視圖。圖2是其截面視圖。如圖1和2中所示，安裝在基座12上 的LED (光發(fā)射二極管)芯片ll被安置在樹脂模具(resin raold) 32 中形成的空腔17的基底上?；姌O對14a、 14b也與基座12上的LED 芯片ll一同安置?；姌O14a、 14b分別通過接合線13a、 13b電氣 連接到LED芯片11的電極。接合線13a、 13b分別通過接合線51a、 51b 電氣連接到樹脂模具32 (例如，通過嵌件成型或其他方法形成的引線 框電極52a、 52b)。熱沉53安置在基座12下面，以便于同引線框電 極52a、 52b電氣絕緣。
在圖1和2中示出的傳統(tǒng)的光發(fā)射器件的情況中，光發(fā)射元件(LED 芯片)必須被安裝在空腔17的基底上。在使用導(dǎo)電線執(zhí)行布線時，有 必要防止布線工具和內(nèi)表面之間的干擾，并且因此必須執(zhí)行困難的工 作。
作為解決該問題的手段，在日本公開專利申請No. 2006-23714K下 文的專利文獻l)中公開了一種技術(shù)，用于將基座基板安放在殼體中， 其中引線框在該殼體中嵌件成型，LED芯片共晶接合到硅(Si )基板并 且使用導(dǎo)電粘合劑電氣連接。
日本公開專利申請No. 2003-46137 (專利文獻2 )公開了一種通過 將半導(dǎo)體光發(fā)射器件安裝在基座元件上而創(chuàng)建的部件，以及一種用于 執(zhí)行接合同時使金屬鍍覆反射壁與部件的電極部分電氣絕緣的技術(shù)。 盡管被提出為抗遷移的反措施，但是該技術(shù)也在制造器件時提高了工 作效率。
然而，該傳統(tǒng)技術(shù)具有諸如下文指出的問題。例如，在專利文獻l中指出的光發(fā)射器件中，基座基板被安放在殼體中，使得不可能增加
有利于LED芯片熱消散的S i基板的面積。導(dǎo)電粘結(jié)劑用于使基座基板 和引線框固持在一起，并且在安裝到另 一印刷電路板以為器件供電時， 該引線框部分是固定位置。當本結(jié)構(gòu)經(jīng)歷振動或沖擊時，施加到光發(fā) 射器件的應(yīng)力集中在導(dǎo)電粘結(jié)劑處。因此，不能忽視該部分中的斷裂 或者其他不利事件的可能性。
在專利文獻2中未描述將基座元件固定到兼用作反射器的基板的 方法，但是與專利文獻2中公開的手段相關(guān)聯(lián)的環(huán)境與專利文獻1的 情況相同。即，當接收到振動、沖擊或其他外力時，應(yīng)力集中在兩者 連結(jié)處，并且不能忽視斷裂或其它問題的可能性。在專利文獻2的光 發(fā)射器件中，當光發(fā)射器件生成相當多的熱時，有必要分立地設(shè)計用 于允許LED生成的熱排出的手段(例如，使用用于熱連接除了基座元 件以外的熱消散手段的方法)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種光發(fā)射器件，其相對于振動、沖擊和
其他外力是高度可靠的；高效地使生成的熱消散；并且易于制造；以
及一種用于制造該器件的方法。
本發(fā)明的光發(fā)射器件包括基板； 一個或多個基座，其安置在基板 上；光發(fā)射元件和基座電極，其安置在每個基座上；樹脂模具，其具 有對應(yīng)于基座的孔隙部分，位于與基板重疊的位置并且與每個基座對 準；和引線框電極，其被支撐為進入樹脂模具中的孔隙部分內(nèi)部，并 且接觸基座電極。
本發(fā)明被配置為，引線框電極和基座上的光發(fā)射元件側(cè)的電極在 孔隙部分(空腔)中相互接觸。相比于在傳統(tǒng)空腔中的受限空間內(nèi)使 用導(dǎo)電線連接引線框電極和光發(fā)射元件側(cè)的電極的方法，這減輕了諸 如在布線操作中空腔的內(nèi)表面和布線工具之間的干擾的問題。因此， 可以容易地實現(xiàn)布線。通過在足夠大以容納引線框部件的基板上提供 基座，導(dǎo)線和光發(fā)射元件中生成的熱被高效地傳送到基板。因此，可 以改善光發(fā)射器件的熱消散。通過在基板上提供基座和引線框部件， 減小了振動、沖擊或其他外力對光發(fā)射元件或布線連接的影響。這產(chǎn) 生了相對于外力高度可靠的光發(fā)射器件。在該情況中，基板優(yōu)選地是平坦的金屬基板，其中用于樹脂模具 和基座的安裝表面是平坦的。這進一步改善了上文描述的熱消散特性。 例如，接合線用于連接光發(fā)射元件的電極和基座電極。
引線框電極和基座電極優(yōu)選地使用焊料或釬焊材料(brazing material )接合。由于可以增加電極互連的穩(wěn)定性，并且相比于基于 導(dǎo)電布線的連接方法，可以更加容易地執(zhí)行連接，因此該選擇是優(yōu)選 的。
孔隙部分的內(nèi)表面優(yōu)選地相對于基板表面傾斜，由此孔隙面積隨 著離開基板表面的距離增加而增加。如上文所述的，在空腔結(jié)構(gòu)的情 況中(例如，具有臼的形狀)，其中基板側(cè)(空腔的基底側(cè))的孔隙 面積減少，并且基板相反側(cè)的孔隙面積增加，執(zhí)行布線的容易度的提 高是特別優(yōu)選的。例如，引線框電極從孔隙部分的內(nèi)表面延伸，并且 在孔隙部分中暴露。
該樹脂模具可被配置為小于基板，并且在基板上提供樹脂模具的 區(qū)域中形成安裝開口。
在基板表面中，在安置基座的位置優(yōu)選地形成凹形部分。
上文的選擇允許將基座安置在凹形部分中，并且當基座的安裝部 分是高的時候，允許減少器件的整體高度。
用于配置本發(fā)明的光發(fā)射器件的方法包括步驟將光發(fā)射元件和 基座電極安裝在基座上，并且獲得基座部件；將一個或多個基座部件 安置在基板上；并且將樹脂模具疊置在基板上，由此孔隙部分與基座 部件對準，樹脂模具具有一個或多個孔隙部分，其位于與安置基座部 件的配置對準的位置，并且具有引線框電極，其被支撐為從孔隙部分 的內(nèi)表面朝向孔隙部分的內(nèi)部延伸。
在上文用于制造光發(fā)射器件的方法中，具有用于安裝樹脂模具和 基座的平坦表面的金屬平坦基板優(yōu)選地用作基板。
引線框電極和基座電極優(yōu)選地使用焊料或釬焊材料接合。
根據(jù)本發(fā)明，獲得了一種光發(fā)射器件，其相對于振動、沖擊和其 他外力是高度可靠的；高效地發(fā)散生成的熱；并且可以容易地制造； 以及一種用于制造該器件的方法。


圖l是示出了傳統(tǒng)的光發(fā)射器件的頂視圖2是圖1中示出的傳統(tǒng)的光發(fā)射器件的垂直截面視圖3是示出了本發(fā)明的實施例的光發(fā)射器件的頂視圖4是示出了將本發(fā)明的實施例的光發(fā)射器件安裝在預(yù)期器件中
的狀態(tài)的截面視圖5是示出了用于制造本發(fā)明的實施例的光發(fā)射器件的步驟的頂
視圖6A是示出了圖5的后繼制造過程的頂^L圖，并且圖6B是示出 了圖6A中示出的多組基座部件中的一組基座部件的截面視圖7A是示出了圖6A和6B的后繼制造過程的頂^L圖，并且圖7B 是示出了圖7A中示出的多組引線框部件中的一組引線框部件的截面視 圖；并且
圖8A是示出了圖7A和7B的后繼制造過程的頂視圖，并且圖8B 是示出了圖8A中示出的多組光發(fā)射器件中的一組光發(fā)射器件的截面視 圖。
具體實施例方式
下面參考附圖詳細描迷本發(fā)明的實施例。圖3是示出了本實施例 的光發(fā)射器件的頂視圖，并且圖4是示出了將本實施例的光發(fā)射器件 安裝在目標器件上的狀態(tài)的截面視圖。
如圖3和4所示，樹脂模具32安置在平坦基板21上。例如，通 過在金屬基底的表面上形成絕緣體而創(chuàng)建的基板用作平坦基板21。樹 脂模具32具有孔隙部分(空腔17)，由此與平坦基板21接觸側(cè)的面 積減少，而平坦基板21相反側(cè)的面積增加。樹脂模具32包括使用嵌 件成型(insert molding )或其他方法安裝的引線框。通過上文描述 的方式，使用例如，螺釘，通過集成引線框和樹脂模具32配置的引線 框部件被緊固到平坦基板21。部分引線框朝向空腔17的內(nèi)部暴露，作 為引線框電極31a、 31b。與外部電氣連接的引線框部分可以在任何位 置提供。然而，省略了其說明。
在空腔17中，將基座12安置在平坦基板21的表面上。向基座12 提供LED芯片11和基座電極14a、 14b。在基座12上，至少上面安置 有基座電極14a、 14b的表面是電氣絕緣的?；姌OMa、 l化分別通過使用接合線13a、 13b電氣連接到LED芯片11。基座電極14a和引 線框電極31a以及基座電極14b和引線框電極31b被安置為分別相互 接觸并且電氣連接。
向平坦基板21提供安裝孔22a、 22b。如圖4中所示，在使用模式 中，使用安裝孔22a、 22b和安裝螺釘16,將本實施例的光發(fā)射器件緊 固到目標器件15。目標器件15是熱沉、外部基板等。圖中由22a和 22b標出的安裝孔可以具有任何數(shù)目，可以在平坦基板21上的任何位 置提供。
下面將描述本實施例的操作。LED芯片11發(fā)射光時生成的熱從LED 芯片11或基座電極14a、 14b連續(xù)傳送到基座12和平坦基板21。相似 地，上文描述的熱從引線框電極31b連續(xù)傳送到樹脂模具32和平坦基 板21。在本實施例中，具有高的熱傳導(dǎo)率的基于金屬的基板用作平坦 基板21。因此，平坦基板21高效地發(fā)散熱。平坦基板21比LED芯片 11和基座電極14a、 14b和基座12之間的接觸面積大很多。這也促進 了熱發(fā)散。根據(jù)本實施例，生成的熱可被高效發(fā)散。
在本實施例中，如圖4中所示，基座12和樹脂模具32被安置在 公共金屬基平坦基板21上。根據(jù)該配置，從外部(目標器件15 )施加 的振動、沖擊和其他外力被傳送到平坦基板21。然而，由于使外力分 散，因此使局部施加到LED芯片11、布線連接等的應(yīng)力最小。結(jié)果， 可以提高光發(fā)射器件的可靠性。
下面將描述用于制造上文描述的本實施例的光發(fā)射器件的方法。 圖5 ~ 8是按照步驟順序示出了用于制造本實施例的光發(fā)射器件的方法 的圖。
首先，如圖5中所示，制造基座部件IO。圖5是示出了基座部件 IO的頂視圖。最初，LED芯片11安裝到基座12上，并且形成基座電 極14a、 14b。 LED芯片11可以4吏用例如，共晶接合(eutectic bonding ) 或其他方法安裝。下一步，分別使用接合線13a、 13b將基座電極14a、 14b電氣連接到LED芯片11。因此獲得了基座部件10。
下一步，如圖6A和6b中所示，制造光發(fā)射單元20。圖6A是示出 了將多組基座部分10安裝在平坦基板21上并且構(gòu)造光發(fā)射單元20的 狀態(tài)的頂視圖。圖6B是示出了安裝圖6A中的一組基座部件10的狀態(tài) 的截面視圖。這里，基座部件10安裝在平坦基板21上。通過在金屬基底的基座部件io側(cè)的表面上形成絕緣層而創(chuàng)建的基板被用作平坦基
板21。在該情況中，在基板上的任意位置創(chuàng)建通向器件和熱沉的安裝 孔22a、 22b，并且因此獲得了光發(fā)射單元20。
另一方面，如圖7A和7B中所示，與光發(fā)射單元20分開地制造引 線框部件30。圖7A是示出了在引線框部件30中形成多組孔隙部分和 引線框電極31a、 31b的狀態(tài)的頂視圖。圖7B是示出了圖7A的一組孔 隙部分和引線框電極31a、 31b的截面視圖。這里，將樹脂模具施加到 引線框，并且制造引線框部件30。例如，嵌件成型或其他方法可適當 地用作樹脂成型方法。在圖7中，形成了多個孔隙部分，在圖7B中， 相對于樹脂模具32,所述孔隙部分的上側(cè)面積增加且下側(cè)面積減少。 對于一個孔隙部分，使引線框電極對31a、 31b自內(nèi)表面朝向內(nèi)部暴露。 對于引線框，可以在任何位置提供變?yōu)橥獠侩姌O的部分，并且其可以 具有任何形式。然而，省略了其說明。樹脂模具32的尺寸被確定為， 不會遮擋平坦基板21中提供的安裝孔22a、 22b。因此獲得了引線框部 件30。
下一步，如圖8A和8B中所示，通過堆疊光發(fā)射單元20和引線框 部件30，制造光發(fā)射器件。圖8A是示出了集成配置多組光發(fā)射器件的 狀態(tài)的頂視圖。圖8B是示出了圖8B的一組光發(fā)射器件的截面視圖。 這里，引線框部件30安置在光發(fā)射單元20上，由此具有較小的孔隙 部分面積的引線框部件30的表面接觸安裝有光發(fā)射單元20的LED芯 片ll的表面。在該情況中，在每組光發(fā)射器件中，使引線框電極31a、 31b的遠端位置分別與基座電極14a、 14b接觸。使用例如，固定螺釘， 可以將引線框部件30緊固到平坦基板21。因此獲得了本實施例的光發(fā) 射器件。
在本實施例中，光發(fā)射單元20和引線框部件30被制造為分開的 單元，其中在光發(fā)射單元20上安裝了基座部件10,所述分開的單元被 堆疊以制造光發(fā)射器件。在該情況中，使引線框電極31a、 31b的遠端 位置分別與安裝在光發(fā)射單元20上的基座部件10的基座電極14a、14b 接觸。結(jié)杲，引線框電極31a、 31b和基座電極14a、 14b電氣連接。 通過該方式，簡單地堆疊兩個部件完成了基座電極14a、 14b和引線框 電極31a、 31b的布線。使用上文描述的方法，可以消除與傳統(tǒng)的空氣 內(nèi)布線相關(guān)聯(lián)的困難，并且可以減少所需用于布線基座部件10的工時數(shù)量。
在本實施例中，在連接引線框部件30的電極(31a、 31b)的遠端 位置和光發(fā)射單元20上的基座部件10的電極部分(14a、 14b)時， 可以使用焊料或者其他釬焊材料。由此進一步增加了電極互連的穩(wěn)定 性，并且相比于使用導(dǎo)電線的連接方法，可以更加容易地執(zhí)行連接。 因此，上文描迷的方法是優(yōu)選的。例如，在電極互連處可以使用導(dǎo)電 骨劑(paste )。
在本實施例中，平坦基板21被用作基板。然而，該配置并非是本 發(fā)明的限制。例如，可以將平坦電極制作成凹形的，并且基座部件10 可以安裝在該位置。通過該方式，可以減少整體器件的厚度。
權(quán)利要求
1. 一種光發(fā)射器件，包括基板；一個或多個基座，其安置在基板上；光發(fā)射元件和基座電極安置在每個基座上；樹脂模具，其具有對應(yīng)于基座的孔隙部分，位于與基板重疊的位置并且與每個基座對準；和引線框電極，其被支撐為進入樹脂模具中的孔隙部分內(nèi)部，并且接觸基座電極。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的光發(fā)射器件，其中基板是平坦的金屬基板， 具有用于安裝基座和樹脂模具的平坦表面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的光發(fā)射器件，其中接合線用于連接基座 電極和光發(fā)射元件的電極。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的光發(fā)射器件，其中焊料或釬焊材料用于 接合引線框電極和基座電極。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的光發(fā)射器件，其中孔隙部分的內(nèi)表面相 對于基板表面傾斜，由此孔隙面積隨著離開基板表面的距離增加而增 加。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的光發(fā)射器件，其中引線框電極從孔隙部分的 內(nèi)表面延伸，并且在孔隙部分中暴露。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的光發(fā)射器件，其中樹脂模具小于基板， 并且在基板上提供樹脂模具的區(qū)域中形成安裝開口。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的光發(fā)射器件，其中在基板表面中安置基 座的位置形成凹形部分。
9. 一種用于制造光發(fā)射器件的方法，包括步驟 將光發(fā)射元件和基座電極安裝在基座上，并且獲得基座部件； 將一個或多個基座部件安置在基板上；并且 將樹脂模具疊置在基板上，由此孔隙部分與基座部件對準，樹脂模具具有一個或多個孔隙部分，其位于與安置基座部件的結(jié)構(gòu)對準的 位置，并且具有引線框電極，其被支撐為從孔隙部分的內(nèi)表面朝向孔 隙部分的內(nèi)部延伸。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的用于制造光發(fā)射器件的方法，其中具有用于安裝樹脂模具和基座的平坦表面的平坦金屬基板用作所迷基板。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10的用于制造光發(fā)射器件的方法，其中焊 料或釬焊材料用于接合引線框電極和基座電極。
全文摘要
本發(fā)明涉及光發(fā)射器件及其制造方法。LED芯片安裝在基座上，并且基座電極被形成為構(gòu)成基座部件。通過將基座部件安裝在平坦基板上，配置光發(fā)射單元。使用引線框和樹脂模具配置具有引線框電極的引線框部件。通過使光發(fā)射單元和引線框部件重疊獲得光發(fā)射器件，由此電極相互接觸。因此獲得了一種光發(fā)射器件，其相對于振動、沖擊和其他外力是高度可靠的；高效地使生成的熱消散；并且易于制造；以及一種用于制造該器件的方法。
文檔編號H01L33/62GK101299450SQ20081009492
公開日2008年11月5日 申請日期2008年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月1日
發(fā)明者沖村克行 申請人:Nec照明株式會社