CN101546803A - 光学半导体器件 - Google Patents

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Abstract

一种光学半导体器件，包括引线框，所述引线框的特征在于：通过延伸至少一对内部引线而形成引线框的预定部分，所述一对内部引线在该对内部引线的延伸部分为平直状并且彼此平齐的状态下朝向彼此延伸，并且在该对内部引线之间具有间隙，所述预定部分将被所述半导体发光器件的封装所包围；所述半导体发光器件将被安装在预定位置以跨过所述延伸部分；所述封装包括由透明树脂制成的盖和由绝缘树脂制成的基座，所述盖与所述预定位置接触；所述引线框主体的与所述基座接触的部分包括最外层涂层是金或金合金涂层的部分以及最外层涂层是银或银合金涂层的另一部分；以及所述预定部分的与所述盖接触的最外层金属涂层是银或银合金涂层。

Description

光学半导体器件
本申请是申请人松下电器产业株式会社于2004年1月13日提出的申请号为200480002194.3、发明名称为“半导体器件的引线框”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及光学半导体器件以及半导体器件的引线框，尤其涉及改善引线框的光反射率的技术。
背景技术
传统上，金银合金薄镀层形成在半导体器件的引线框的最外层，以保证高的耐腐蚀性。这种技术的例子在未审查日本专利申请出版物No.H11-008341中被公开。
图6是上述文件中所描述的引线框的结构的示意图。在图中，以镍镀层902、钯镀层903、金银合金薄镀层904这样的顺序向引线框主体901涂敷这些镀层，由此形成引线框900。根据该文件，具有这种结构的引线框900在盐水喷雾试验中表现出优良的耐腐蚀性。
然而，尽管这种结构确实具有高的耐腐蚀性，然而，它的光反射率却较低。在诸如LED等半导体发光元件被安装到引线框以形成半导体发光器件时，尤其会出现上述情况，使得引线框不能充分地反射发光元件的后光，从而损害了整个器件的发光效率。
发明内容
在考虑到以上问题的基础上提出本发明，旨在提供一种光反射率得到提高的用于半导体器件的引线框。本发明尤其旨在提供一种用于半导体发光器件的引线框以及包括所述引线框的光学半导体器件。
本发明的光学半导体器件，包括：引线框主体；以及多个金属涂层，所述多个金属涂层被涂敷到引线框主体上，和用于半导体发光器件的引线框，其中：所述引线框的特征在于：通过延伸至少一对内部引线而形成引线框的预定部分，所述一对内部引线在该对内部引线的延伸部分为平直状并且彼此平齐的状态下朝向彼此延伸，并且在该对内部引线之间具有间隙，所述预定部分将被所述半导体发光器件的封装所包围；所述半导体发光器件将被安装在预定位置以跨过所述延伸部分；所述封装包括由透明树脂制成的盖和由绝缘树脂制成的基座，所述盖与所述预定位置接触；所述引线框主体的与所述基座接触的部分包括最外层涂层是金或金合金涂层的部分以及最外层涂层是银或银合金涂层的另一部分；以及所述预定部分的与所述盖接触的最外层金属涂层是银或银合金涂层。
另外提出一种半导体发光器件的引线框，其中，所述引线框包括：引线框主体；以及多个金属涂层，这些金属涂层被涂敷到引线框主体上，所述引线框的特征在于：通过延伸一对内部引线而形成引线框的预定部分，所述一对内部引线在该对内部引线的延伸部分为平直状并且彼此平齐的状态下朝向彼此延伸，其间具有间隙，所述预定部分将被半导体发光器件的封装所包围；以及多个金属涂层包括银或银合金涂层，所述银或银合金涂层是一对内部引线的最外层金属涂层。
这里，银或银合金涂层可以具有0.1μm或更大的厚度。
这里，作为封装的一部分的基座可以插至引线框，预定部分的一部分被基座包围。
根据这些结构，银或银合金涂层使被封装包围的预定部分具有优良的引线接合效率以及光反射率。
这样，引线框在预定部分中具有高的光反射率。由此，当被用在半导体发光器件中时，引线框有效地反射半导体发光元件的后光，这样能够提高整个器件的发光效率。
这里，多个金属涂层还可以包括金或金合金涂层、镍或镍合金涂层和钯或钯合金涂层，其中，镍或镍合金涂层、钯或钯合金涂层、金或金合金涂层以及银或银合金涂层依次被涂敷，其中，镍或镍合金涂层和钯或钯合金涂层大体上覆盖整个引线框主体。
根据该结构，钯或钯合金涂层具有高的高温稳定性，这使得引线框适于高温无铅焊接。
这里，所述多个金属涂层还可以包括金或金合金涂层，其中，银或银合金涂层大体上覆盖整个引线框主体，其中，金或金合金涂层只在除预定部分之外的引线框部分中被涂敷在银或银合金涂层上。
根据该结构，金或金合金涂层局部地覆盖引线框主体，而银或银合金涂层覆盖整个引线框主体。这样简化了引线框的制造过程。
这里，多个金属涂层可以进一步包括镍或镍合金涂层和钯或钯合金涂层，其中，镍或镍合金涂层、钯或钯合金涂层、银或银合金涂层以及金或金合金涂层依次被涂敷，其中，镍或镍合金涂层和钯或钯合金涂层大体上覆盖整个引线框主体。
根据该结构，钯或钯合金涂层具有高的高温稳定性，这使得引线框适于高温无铅焊接。
这里，银或银合金涂层可以在除了用基座包围的部分的至少一部分以外被涂敷。
根据该结构，引线框与形成封装的树脂之间的粘接在预定部分中的没有银或银涂层的区域中较强。这样保持封装的密封性，并且提高在预定部分中的耐腐蚀性。
这里，半导体发光元件可以被安装到引线框上，以形成半导体发光器件。
根据该结构，使用在预定部分中具有优良光反射率的引线框形成半导体发光器件。这样能够有效地反射半导体发光元件的后光，从而对整个器件的高发光效率作出贡献。
附图说明
图1是本发明实施例所涉及的引线框的顶视图。
图2是图1所示引线框的镀层结构的示意图。
图3是形成封装之后引线框的透视图。
图4是使用引线框的半导体发光器件的剖视图的示意图。
图5是用于比较引线框的反射率的曲线图。
图6是传统的引线框的镀层结构的示意图。
具体实施方式
以下将参考附图详细描述本发明的实施例。
(引线框的图案)
图1是本发明实施例所涉及的引线框的顶视图。
在图中，通过冲压或蚀刻引线框主体使其形成图示的图案，然后如后面所述的那样对引线框主体进行镀敷，从而形成引线框100。例如，引线框主体是铁合金或铜合金的薄板。
在虚线框所示的每个区域中提供用于包围引线框100的一部分并且用于容纳诸如半导体发光元件等半导体元件的封装。所述封装包括基座和盖。所述基座具有用于安装半导体发光元件的凹陷。盖密封用于安装半导体发光元件的凹陷。
在该说明书中，在虚线框所示的每个区域内的一部分引线框100，即，用封装包围的一部分引线框100，被称为内部部分，而在封装外部的一部分引线框100被称为外部部分。所述内部部分包括内部引线。在图1中，附图标记101a、101b、101c、101d、101e、101f、101g和101h表示内部引线。从附图中可以了解，成对内部引线101a和101b被间隙分隔开并且沿着朝向彼此的方向延伸。成对内部引线101c和101d、成对内部引线101e和101f以及成对内部引线101g和101h都被间隙分隔开，并向着彼此延伸。如图所示，内部引线101a、101b、101c、101d、101e、101f、101g和101h的延伸端部被加宽。这些延伸端部用作元件安装单元(见图4)。也就是说，一个半导体发光元件将被安装到成对内部引线101a和101b的延伸端部之一上，或者跨过成对内部引线101a和101b的各个延伸端部被安装。这里，如图所示，成对引线101a和101b的上表面是平直的并且彼此平齐。相同的情况适用于成对内部引线101c和101d、成对内部引线101e和101f以及成对内部引线101g和101h。
(镀敷)
图2是是沿图1中的线A-A’取的引线框100的镀层结构的示意图。
将镍镀层102、钯镀层103和金薄镀层104依次涂敷到引线框主体101上，并进一步将银镀层105涂敷到内部部分的一部分上，而形成引线框100。
例如，镍镀层102具有0.5至2.0μm的厚度，钯镀层103具有0.005至0.07μm的厚度，金薄镀层104具有0.003至0.01μm的厚度，以及银镀层105具有0.1或更大的厚度。
这里，这些镀层可以用合金替代。也就是说，镍镀层102可以是镍合金镀层，钯镀层103可以是钯合金镀层，金薄镀层104可以是金合金薄镀层，以及银镀层105可以是银合金镀层。
在镀敷之后，封装的基座被插至虚线所示的区域。基座由白色或浅色的绝缘树脂制成，诸如聚邻苯二甲酰胺。基座具有如图所示的凹陷，并且沿向上的方向释放位于凹陷中的半导体发光元件的光。在半导体发光元件被放置在凹陷中之后，用密封透明树脂(例如环氧树脂)填充凹陷以形成盖。基座和盖一起构成封装。
应该指出的是，银镀层105只是局部地覆盖内部部件，即，用基座包围的内部部分分局部地不用银进行镀敷。
(使用引线框100的半导体器件)
图3是形成基座200之后，引线框100的透视图。
图4是使用引线框100的半导体发光器件700的剖视示意图。
通过以下步骤形成半导体发光器件700：将半导体发光元件400安装到内部部分的暴露于基座200的凹陷的部分上；使用引线500将半导体发光元件400和内部部分连接起来；然后在凹陷中装入透明树脂300以形成盖。
半导体发光元件400的光601直接向上释放，而半导体发光元件400的其他光602从内部和基座200反射，然后被释放。
本发明的发明人证实这种结构的引线框具有以下优良属性。
(光反射率)
图5是用于比较引线框的光反射率的曲线。在硫酸钡的光反射率是100时，使用可见光—紫外线分光光度计测量每个样本，即样本1(本发明的镀银引线框部分)、样本2(比较例)和样本3(传统的例子)的引线框的光反射率。
样本1具有上述结构。
将铜触击镀层、厚度为3μm的银镀层依次涂敷到作为引线框主体的铜合金薄板上，形成样本2。样本2被用作比较例，所述比较例能够通过单层银镀层而提供与本发明类似的光反射率。
样本3是传统的引线框。将厚度为1.0至1.2μm的镍镀层、厚度为0.03μm的钯镀层和厚度为0.008μm的金薄镀层依次涂敷到作为引线框主体的铜合金薄板上，从而形成样本3。
如图所示，对于波长为400至700nm的可见光，本发明的镀银引线框部分具有至少比传统例子高25％并且比比较例稍高的光反射率。
(树脂粘着性)
并且，本发明的发明人对镀钯引线框部分和形成基座的树脂的接触表面的剪切粘合强度以及树脂和镀银引线框部分的接触表面的剪切粘合强度进行了测量。结果，发明人发现，树脂与镀钯引线框部分的剪切粘合强度大于树脂和镀银引线框部分的剪切粘合强度。考虑到这一点，只在内部部分中局部地提供银镀层，即，银镀层设置在除了用基座包围的一部分区域之外的内部部分中。
结果，在内部部分的没有镀银的部分中，树脂通过金薄镀层被粘附到钯镀层上。这产生比内部部分中的镀银的部分的剪切粘合强度更大的剪切粘合强度。由于金薄镀层非常薄，因此不会显著地影响剪切粘合强度。
本发明的发明人进行了实验，在相同的条件下将样本1和2浸入红墨水中。结果，红墨水不渗入样本1中，样本1在用基座包围的区域的一部分中没有镀银，而红墨水渗入样本2中，样本2完全被银镀敷。
(其他属性)
另外，引线框的每个镀层具有以下优良的属性。
银镀层不仅实现如上所述的优良的光反射率，而且与安装在其上的半导体发光元件之间具有优良连通性，并具有高的引线接合效率。
金薄镀层具有高的热稳定性，由此能够提高外部部分的焊接效率。
钯镀层具有高的化学稳定性，由此显示出高温环境下的优良耐腐蚀性。
镍镀层用作基础镀层，并且对高引线接合效率、高无铅焊接效率、高耐腐蚀性以及与形成封装的树脂之间的高粘合强度作出贡献。
如上所述，本发明的引线框具有这样的特征结构：即，银或银合金镀层被涂敷作为内部部分的最外层涂层，以获得好的光反射率。
在上述实施例中，通过以下步骤实现所述特征结构：将镍镀层、钯镀层和金薄镀层依次大致涂敷在整个引线框主体上，并且进一步用银镀层涂敷引线框的内部部分。然而，通过以下步骤同样能够实现本发明的所述结构：用镍镀层、钯镀层和银镀层大致涂敷整个引线框主体；并进一步用金薄镀层涂敷引线框的外部部分。因此，所述引线框也被包含到本发明中。
在上述实施例中，为了简便，将涂敷到引线框主体上的每个金属镀层称为镀层。然而，本发明的金属涂敷方法不限于镀敷。例如，金属涂层可以使用已知的金属涂敷方法形成，诸如电敷、化学镀、蒸镀、溅射或扩散等方法。
这里，为了用金属涂敷所希望的区域，也可以应用诸如掩模或喷砂等传统方法。
工业应用
本发明能够应用于需要高发光效率的半导体发光器件，诸如用于在照明、指示、装饰、通信等领域中的LED器件等。

Claims (4)

1.一种光学半导体器件，包括：
引线框主体；以及
多个金属涂层，所述多个金属涂层被涂敷到引线框主体上，和
用于半导体发光器件的引线框，其中：
所述引线框的特征在于：
通过延伸至少一对内部引线而形成引线框的预定部分，所述一对内部引线在该对内部引线的延伸部分为平直状并且彼此平齐的状态下朝向彼此延伸，并且在该对内部引线之间具有间隙，所述预定部分将被所述半导体发光器件的封装所包围；
所述半导体发光器件将被安装在预定位置以跨过所述延伸部分；
所述封装包括由透明树脂制成的盖和由绝缘树脂制成的基座，所述盖与所述预定位置接触；
所述引线框主体的与所述基座接触的部分包括最外层涂层是金或金合金涂层的部分以及最外层涂层是银或银合金涂层的另一部分；以及
所述预定部分的与所述盖接触的最外层金属涂层是银或银合金涂层。
2.根据权利要求1所述的光学半导体器件，其中，所述预定部分还包括与所述一对内部引线邻近的另一对内部引线，所述另一对内部引线具有与所述一对内部引线相同的位置关系，和
半导体发光元件将被安装在每对内部引线上的预定位置处。
3.根据权利要求1所述的光学半导体器件，其中，所述多个金属涂层还包括镍或镍合金涂层和钯或钯合金涂层，以及
所述镍或镍合金涂层、钯或钯合金涂层、金或金合金涂层以及银或银合金涂层依次被涂敷，其中镍或镍合金涂层和钯或钯合金涂层大体上覆盖整个引线框主体。
4.根据权利要求1所述的光学半导体器件，其中，所述银或银合金涂层具有0.1μm或更大的厚度。
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