RU2473152C1 - Полупроводниковое светоизлучающее устройство - Google Patents

Полупроводниковое светоизлучающее устройство Download PDF

Info

Publication number
RU2473152C1
RU2473152C1 RU2011137465/28A RU2011137465A RU2473152C1 RU 2473152 C1 RU2473152 C1 RU 2473152C1 RU 2011137465/28 A RU2011137465/28 A RU 2011137465/28A RU 2011137465 A RU2011137465 A RU 2011137465A RU 2473152 C1 RU2473152 C1 RU 2473152C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
semiconductor light
insulating layer
light emitting
heat
emitting device
Prior art date
Application number
RU2011137465/28A
Other languages
English (en)
Inventor
Такуя НОИТИ
Юити ОКАДА
Такахито МИКИ
Original Assignee
Нитиа Корпорейшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Нитиа Корпорейшн filed Critical Нитиа Корпорейшн
Application granted granted Critical
Publication of RU2473152C1 publication Critical patent/RU2473152C1/ru

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483Containers
    • H01L33/486Containers adapted for surface mounting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/64Heat extraction or cooling elements
    • H01L33/642Heat extraction or cooling elements characterized by the shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/64Heat extraction or cooling elements
    • H01L33/644Heat extraction or cooling elements in intimate contact or integrated with parts of the device other than the semiconductor body

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

Полупроводниковое светоизлучающее устройство имеет корпус, составленный посредством нанесения первого изолирующего слоя, имеющего пару из положительного и отрицательного токопроводящих соединений, сформированных на его верхней поверхности, внутрислойной разводки под первым изолирующим слоем и второго изолирующего слоя под внутрислойной разводкой; полупроводниковый светоизлучающий элемент, который имеет пару из положительного и отрицательного электродов на одной и той же стороне поверхности и который располагается с этими электродами напротив токопроводящих соединений; и герметизирующий элемент, который покрывает полупроводниковый светоизлучающий элемент, при этом часть токопроводящих соединений формируется так, чтобы протягиваться в направлении внешнего края герметизирующего элемента непосредственно из-под полупроводникового светоизлучающего элемента, по верхней поверхности первого изолирующего слоя, и соединяется с внутрислойной разводкой через токопроводящее соединение, расположенное в направлении толщины корпуса, и внутрислойная разводка располагается так, чтобы находиться на расстоянии от внешней границы полупроводникового светоизлучающего элемента при просмотре сквозь корпус со стороны верхней поверхности первого изолирующего слоя. Изобретение обеспечивает повышение эффективности излучения света. 11 з.п. ф-лы, 2 пр., 12 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к полупроводниковому светоизлучающему устройству, в котором установлен полупроводниковый светоизлучающий элемент, а более конкретно относится к полупроводниковому светоизлучающему устройству с улучшенной эффективностью выделения света.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Поскольку выпуск светоизлучающих диодов (LED) возрос в последние годы, стало полезным использовать корпус, в котором основным материалом поддерживающей подложки является керамика с отличным сопротивлением теплу и свету (см., например, WO2006/046655).
В токопроводящей схеме соединений такого корпуса токопроводящая схема соединений поверхности, включающей в себя часть, где установлен светоизлучающий элемент, обычно подключена к токопроводящей схеме соединений, применяемой для подложки, на которую устанавливается корпус, таким образом, она состоит из токопроводящих соединений на задней поверхности корпуса и внутрислойной разводки, которая связывает токопроводящие соединения на задней поверхности с токопроводящей разводкой на передней поверхности.
В целом материал этих соединений является черным или цвета, который близок к черному, таким образом, соединения могут поглощать свет от светоизлучающего элемента. Вследствие этого, разводка, выходящая из корпуса покрывается гальваническим способом с использованием золота, серебра или других металлов для того, чтобы пресекать поглощение света, в то время как провод внутри слоя, который внедрен в корпус, не покрывается гальваническим способом и остается черным. Также, поскольку керамика - это материал, который, как правило, является пористым и полупрозрачным, некоторая часть света, излучаемого от светоизлучающего диода, может передаваться сквозь керамику и поглощаться внутрислойной разводкой, внедренной в керамику. В результате, проблема состояла в том, что это снижало эффективность вывода света из светоизлучающего устройства.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ПРОБЛЕМА, КОТОРАЯ ДОЛЖНА БЫТЬ РАЗРЕШЕНА
Настоящее изобретение было задумано в свете вышеописанной проблемы, и целью его является предоставление полупроводникового светоизлучающего устройства, с помощью которого может быть получена более высокая эффективность излучения света.
СРЕДСТВО РАЗРЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ
Полупроводниковое светоизлучающее устройство имеет:
корпус, составленный посредством нанесения первого изолирующего слоя, имеющего пару из положительного и отрицательного токопроводящих соединений, сформированных на его верхней поверхности, внутрислойной разводки под первым изолирующим слоем и второго изолирующего слоя под внутрислойной разводкой;
полупроводниковый светоизлучающий элемент, который имеет пару из положительного и отрицательного электродов с одной и той же стороны поверхности и который располагается с этими электродами напротив токопроводящих соединений; и
герметизирующий элемент, который покрывает полупроводниковый светоизлучающий элемент,
при этом часть токопроводящих соединений формируется так, чтобы протягиваться к внешнему краю герметиризующего элемента непосредственно из-под полупроводникового светоизлучающего элемента, по верхней поверхности первого изолирующего слоя, и соединяется с внутрислойной разводкой через токопроводящее соединение, расположенное в направлении толщины корпуса, и
внутрислойная разводка располагается так, чтобы находиться на расстоянии от внешней границы полупроводникового светоизлучающего элемента при просмотре сквозь корпус со стороны верхней поверхности первого изолирующего слоя.
Касательно этого полупроводникового светоизлучающего устройства, предпочтительно, если внутрислойная разводка располагается за пределами внешнего края герметизирующего элемента.
Также предпочтительно, если метка формируется на верхней поверхности первого изолирующего слоя, и метка размещается так, чтобы находиться на расстоянии от внешней границы полупроводникового светоизлучающего элемента.
Предпочтительно, если корпус содержит теплопроводный элемент непосредственно под полупроводниковым светоизлучающим элементом.
Предпочтительно, если теплопроводный элемент имеет форму, которая расширяется из полупроводникового светоизлучающего элемента по направлению к задней поверхности корпуса.
Предпочтительно, если теплопроводный элемент составляется посредством первого теплопроводного слоя под полупроводниковым светоизлучающим элементом, изолирующего слоя под ним и второго теплопроводного слоя под изолирующим слоем.
Предпочтительно, если изолирующий слой состоит из керамики.
Предпочтительно, если теплопроводный элемент или теплопроводный слой выполнен из CuW или CuMo.
ПРЕИМУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Касательно настоящего изобретения, меньше света, излучаемого от полупроводникового светоизлучающего элемента, поглощается внутрислойной разводкой, таким образом, эффективность излучения света полупроводникового светоизлучающего устройства может быть улучшена.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1A - это упрощенный вид сверху верхней поверхности первого изолирующего слоя в полупроводниковом светоизлучающем устройстве в одном аспекте настоящего изобретения;
Фиг.1B - это поперечное сечение в направлении x-x первого изолирующего слоя полупроводникового светоизлучающего устройства настоящего изобретения;
Фиг.1C - это поперечное сечение в направлении x-x другого изолирующего слоя полупроводникового светоизлучающего устройства настоящего изобретения;
Фиг.2 - это косая проекция полупроводникового светоизлучающего устройства в аспекте настоящего изобретения;
Фиг.3A - это вид сверху верхней поверхности первого изолирующего слоя в корпусе, составляющем полупроводниковое светоизлучающее устройство на Фиг.2;
Фиг.3B - это вид в разрезе в направлении линии y-y на Фиг.3A (одна половина - это частичный вид сбоку);
Фиг.3C - это вид в разрезе в направлении линии x-x на Фиг.3A;
Фиг.4 - это вид сверху верхней поверхности второго изолирующего слоя корпуса, составляющего полупроводниковое светоизлучающее устройство на Фиг.2;
Фиг.5 - это вид сверху верхней поверхности третьего изолирующего слоя корпуса, составляющего полупроводниковое светоизлучающее устройство на Фиг.2;
Фиг.6 - это вид сверху задней поверхности третьего изолирующего слоя корпуса, составляющего полупроводниковое светоизлучающее устройство на Фиг.2;
Фиг.7A - это вид сверху первого изолирующего слоя полупроводникового светоизлучающего устройства, приведенного для сравнения с полупроводниковым светоизлучающим устройством настоящего изобретения;
Фиг.7B - это вид сверху второго изолирующего слоя полупроводникового светоизлучающего устройства, приведенного для сравнения с полупроводниковым светоизлучающим устройством настоящего изобретения;
Фиг.8 - это косая проекция полупроводникового светоизлучающего устройства в другом аспекте настоящего изобретения;
Фиг.9A - это вид сверху первого изолирующего слоя полупроводникового светоизлучающего устройства, показанного на Фиг.8;
Фиг.9B - это поперечное сечение в направлении линии y-y на Фиг.9A (левая половина является частичным видом сбоку);
Фиг.9C - это поперечное сечение в направлении линии x-x на Фиг.9A;
Фиг.10 - это вид сверху второго изолирующего слоя корпуса, составляющего полупроводниковое светоизлучающее устройство, показанное на Фиг.8;
Фиг.11 - это вид сверху третьего изолирующего слоя корпуса, составляющего полупроводниковое светоизлучающее устройство, показанное на Фиг.8; и
Фиг.12 - это вид сверху четвертого изолирующего слоя корпуса, составляющего полупроводниковое светоизлучающее устройство, показанное на Фиг.8.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Предпочтительный вариант осуществления для работы настоящего изобретения сейчас будет описан посредством ссылки на чертежи. В последующем варианте осуществления полупроводниковое светоизлучающее устройство используется в качестве примера для осуществления технологической концепции настоящего изобретения, но полупроводниковое светоизлучающее устройство настоящего изобретения не ограничивается нижеследующим или посредством нижеследующего описания.
Также, эта спецификация не ограничивает элементы, приведенные в формуле изобретения, элементами вариантов осуществления. Пока не указано иное, размеры, материалы, формы, относительные планировки и т.д. составляющих частей, обсуждаемых в вариантах осуществления, приведены просто как пример и не предназначены для ограничения рамок формулы настоящего изобретения. Кроме того, размер, позиционные соотношения и т.д. элементов, показанных на чертежах, могут быть преувеличены, чтобы делать описание яснее. В последующем описании элементам, которые являются одинаковыми или аналогичными, будут даны одинаковые названия или номера, и они могут не описываться повторно подробно. Дополнительно, различные элементы, составляющие полупроводниковое светоизлучающее устройство настоящего изобретения, могут быть такими, что множество элементов составляются посредством одной и той же детали, и множество элементов совместно используются одной деталью, или наоборот функция одной детали может быть разделена среди множества деталей.
Изобретатели провели различные исследования, нацеленные на пресечение поглощения света внутрислойной разводкой в полупроводниковом светоизлучающем устройстве, содержащем корпус, составленный посредством нанесения первого изолирующего слоя, имеющего пару из положительного и отрицательного токопроводящих соединений, сформированных на его верхней поверхности, внутрислойной разводки под первым изолирующим слоем и второго изолирующего слоя под внутрислойной разводкой, полупроводникового светоизлучающего элемента, который имеет пару из положительного и отрицательного электродов на одной и той же стороне поверхности и который размещается с этими электродами напротив токопроводящих соединений, и герметизирующего элемента, который покрывает полупроводниковый светоизлучающий элемент.
В результате, часть токопроводящих соединений формируется так, чтобы протягиваться в направлении внешнего края герметизирующего элемента непосредственно под полупроводниковым светоизлучающим элементом, по верхней поверхности первого изолирующего слоя, и соединяется с внутрислойной разводкой через токопроводящее соединение, расположенное в направлении толщины корпуса. Дополнительно, внутрислойная разводка располагается так, чтобы находиться на расстоянии от внешней границы полупроводникового светоизлучающего элемента при просмотре сквозь корпус со стороны верхней поверхности первого изолирующего слоя. Вот как изобретатели пришли к решению вышеупомянутой проблемы. Вариант осуществления полупроводникового светоизлучающего устройства, относящийся к настоящему изобретению, будет сейчас описан подробно.
Полупроводниковое светоизлучающее устройство настоящего изобретения, главным образом, содержит корпус, полупроводниковый светоизлучающий элемент и герметизирующий элемент. Нет особых ограничений по корпусу, пока он существует в форме, которая обычно используется для изготовления этого типа полупроводникового светоизлучающего устройства, но включает в себя, по меньшей мере, двухслойный изолирующий слой (состоящий из первого изолирующего слоя и второго изолирующего слоя), токопроводящие соединения, сформированные на верхней поверхности первого изолирующего слоя, и внутрислойную разводку, расположенную между первым изолирующим слоем и вторым изолирующим слоем.
Первый изолирующий слой и второй изолирующий слой могут быть сформированы из любого материала, который является изолятором и имеет тепловое сопротивление и подходящую прочность, при этом особенно предпочтительной является керамика.
Примеры керамики включают в себя окись алюминия, муллит, форстерит, стеклокерамику, нитриды (такие как AlN) и карбиды (такие как SiC). Из них окись алюминия или керамика, имеющая окись алюминия в качестве своего основного компонента, является особенно предпочтительной.
Нет особых ограничений по толщине первого изолирующего слоя и второго изолирующего слоя, но, например, первый изолирующий слой равен, по меньшей мере, 0,05 мм, предпочтительно, по меньшей мере, 0,1 мм, а еще более предпочтительно, по меньшей мере, 0,175 мм, даже более предпочтительно, по меньшей мере, 0,225 мм и еще более предпочтительно, по меньшей мере, 0,275 мм, при том, что, по меньшей мере, 0,35 мм даже лучше. 1 мм или менее является предпочтительным, а 0,8 или менее еще лучше. Т.е. это означает, что глубина внутрислойной разводки, расположенной между первым изолирующим слоем и вторым изолирующим слоем, и глубина от верхней поверхности первого изолирующего слоя (верхней поверхности корпуса) находятся в пределах вышеуказанных диапазонов. Таким образом, если первый изолирующий слой имеет толщину, такую как эта, токопроводящие соединения, сформированные на верхней поверхности пленки, могут быть безопасно изолированы от внутрислойной разводки, сформированной под первым изолирующим слоем. Также, толщина первого изолирующего слоя комбинируется с рисунком схемных соединений внутрислойной разводки (обсуждаемым ниже), чтобы предотвращать поглощение света, излучаемого из полупроводникового светоизлучающего элемента, или света, который распространяется через внутренность герметизирующего элемента (обсуждаемого ниже), посредством внутрислойной разводки и дополнительно повышать эффективность вывода света.
Изолирующий слой, составляющий корпус, не ограничивается наличием двухслойной структуры, состоящей из первого изолирующего слоя и второго изолирующего слоя, и может быть нанесено больше слоев, например. Если корпус выполнен, таким образом, из множества слоев, предоставляется большая свобода в трассировке разводки, может быть получено меньшее скручивание и лучшая плоскостность и сопротивляемость растрескиванию спайки.
Корпус может частично иметь изолирующий слой, состоящий из изолирующего материала, отличного от керамики. Примеры этого материала включают в себя BT-полимер, стеклопластик на основе эпоксидной смолы и эпоксидные смолы.
Верхняя поверхность первого изолирующего слоя и второго изолирующего слоя, и в частности верхняя поверхность первого изолирующего слоя, составляющая верхнюю поверхность корпуса, предпочтительно является, по существу, плоской. Это позволяет свету, излучаемому из полупроводникового светоизлучающего элемента (описанного ниже), выводиться наружу без блокирования. Однако углубление для установки защитного элемента может быть сформировано в изолирующих слоях.
Токопроводящие соединения формируются на внешней поверхности первого изолирующего слоя. Токопроводящие соединения функционируют как пара электродов (положительный и отрицательный), которые соединены с положительным и отрицательным электродами полупроводникового светоизлучающего элемента, на верхней поверхности корпуса, где полупроводниковый светоизлучающий элемент установлен.
Внутрислойная разводка располагается между первым изолирующим слоем и вторым изолирующим слоем. Внутрислойная разводка вставляется между первым изолирующим слоем и вторым изолирующим слоем и соединяется с токопроводящим соединением, сформированным проходящим насквозь со стороны верхней поверхности корпуса в сторону задней поверхности, и, таким образом, функционирует как проводка, которая соединяет с токопроводящими соединениями на верхней поверхности корпуса и с разводкой задней поверхности на задней поверхности корпуса.
Эти токопроводящие соединения обычно формируется из одного или более слоев металла или слоя сплава, основным компонентом которого является никель, золото, медь, серебро, молибден, вольфрам или т.п. Также, внутрислойная разводка формируется из одного или более слоев металла или слоя сплава, чьим основным компонентом является молибден, вольфрам или т.п. Нет особых ограничений по способу формирования токопроводящих соединений и внутрислойной разводки, и любой способ, известный в этой области техники, может быть применен. Например, токопроводящие соединения могут быть сформированы посредством вакуумного напыления, гальванизации, фотолитографии, печати, электролитического осаждения или т.п. или посредством комбинации этих способов. Материал с высокой отражательной способностью, такой как золото, серебро или т.п., является предпочтительным, особенно при гальванизации.
Внутрислойная разводка может быть сформирована посредством печати поверхности сырой керамической пленки, используемой для формирования первого изолирующего слоя и второго изолирующего слоя с электропроводящей пастой из вольфрама, молибдена или т.п. и покрытия и ламинирования этих сырых пленок.
Нет особых ограничений по толщине, ширине и т.д. токопроводящих соединений и внутрислойной разводки, которая может быть подходящим образом отрегулирована так, что эти разводки будут эффективно проявлять свою функцию.
Внутрислойная разводка размещается снаружи внешнего края герметизирующего элемента (описанного ниже), на расстоянии от внешней границы полупроводникового светоизлучающего элемента (описанного ниже). Т.е. для этой внутрислойной разводки хорошо, по существу, не быть размещенной непосредственно под областью, соответствующей внешней периферийной области полупроводникового светоизлучающего элемента между первым изолирующим слоем и вторым изолирующим слоем. В частности, во внешней периферийной области полупроводникового светоизлучающего элемента свет с 5-20% или более максимальной яркости светоизлучающего элемента также светит на поверхность корпуса, но если используется такой рисунок разводки как этот, даже если первый изолирующий слой выполнен из материала, который является полупрозрачным, свет, излучаемый из полупроводникового светоизлучающего элемента, или свет, который проходит сквозь внутренность герметизирующего элемента, не будет поглощаться внутрислойной разводкой в пределах характерного диапазона расстояний от внешней границы полупроводникового светоизлучающего элемента (называемого "внешней периферийной областью" в этой спецификации), оптическая потеря может быть предотвращена, и свет может выводиться более эффективно.
Это будет описано посредством ссылки на Фиг.1A. Внешняя периферийная область 12b полупроводникового светоизлучающего элемента 12 - это область, имеющая конкретную ширину A от внешнего края 12a полупроводникового светоизлучающего элемента 12. Следовательно, касательно корпуса 11, включающего в себя первый изолирующий слой и второй изолирующий слой, по существу, внутрислойная разводка не присутствует в области, расположенной в пределах внешней периферийной области 12b и непосредственно под внешней периферийной областью (или в области, присутствующей между первым изолирующим слоем и вторым изолирующим слоем), как видно при просмотре насквозь со стороны верхней поверхности первого изолирующего слоя. Для этой внешней периферийной области хорошо иметь, например, ширину A, по меньшей мере, около 0,2 мм от внешнего края 12a полупроводникового светоизлучающего элемента 12, где, по меньшей мере, около 0,3 мм является предпочтительным, а, по меньшей мере, около 0,4 мм даже лучше. Также предпочтительно для внешней периферийной области быть областью внутри внешнего края 13a герметизирующего элемента 13 (описанного ниже). В частности, предпочтительно для внутрислойной разводки размещаться снаружи от внешнего края 13a герметизирующего элемента.
Разводка задней поверхности, которая электрически соединена с вышеупомянутыми токопроводящими соединениями или внутрислойной разводкой, обычно формируется на задней поверхности корпуса, как, например, на задней поверхности второго изолирующего слоя. Результатом заключается в том, что электрическое соединение с установочной подложкой или схемной платой выполняется посредством токопроводящей разводки на задней поверхности в качестве внешней клеммы.
Если изолирующий слой включает в себя три или более слоев, внутрислойная разводка может быть размещена между любыми изолирующими слоями. Внутрислойная разводка, отличная от разводки между первым изолирующим слоем и вторым изолирующим слоем, может быть предусмотрена в любой области корпуса.
Корпус предпочтительно дополнительно содержит теплопроводный элемент под областью, где установлен полупроводниковый светоизлучающий элемент. В данном документе "под областью установки" - это область под полупроводниковым светоизлучающим элементом и, по существу, с внутренней стороны от внешнего края 12a полупроводникового светоизлучающего элемента 12. В этом случае поверхность теплопроводного элемента обычно покрывается изолирующим слоем, и токопроводящая разводка, которая соединяет с электродами полупроводникового светоизлучающего элемента, размещается на верхней поверхности этого изолирующего слоя. Изолирующий слой может быть самим первым изолирующим слоем (см. 21 на Фиг.1B), и хорошо, если часть первого изолирующего слоя покрывает поверхность теплопроводного элемента (см. Фиг.1C).
Например, как показано в поперечном сечении на Фиг.1C, примером первого изолирующего слоя является пример, в котором первый изолирующий слой 21 содержит со своей внутренней стороны углубление 21c для удержания теплопроводного элемента, таким образом, слой 21a и слой 21b формируются как единая часть, и слой 21a покрывает поверхность теплопроводного элемента. Теплопроводный элемент предпочтительно размещается так, чтобы иметь возможность вставки внутрь корпуса. "Вставлен" здесь относится к состоянию, в котором весь теплопроводный элемент, по существу, полностью покрыт изолирующим слоем.
Более конкретно, теплопроводный элемент располагается под токопроводящими соединениями с изолирующим материалом, формирующим поверхность установки полупроводникового светоизлучающего элемента (может быть первым изолирующим слоем), между ними. Толщина изолирующего слоя в этом случае равна 0,1 мм или менее, и предпочтительно 0,09 мм или менее, а более предпочтительно 0,08 мм или менее, а еще более предпочтительно около 0,05 мм. Формирование тонкой пленки, такой как эта, делает возможным обеспечение надлежащего рассеивания тепла посредством теплопроводного элемента, точно так же, когда полупроводниковый светоизлучающий элемент устанавливается непосредственно на теплопроводный элемент, и также позволяет полупроводниковому светоизлучающему устройству быть выполненным меньшим по размеру за счет перекрывания теплопроводного элемента с токопроводящими соединениями, служащими в качестве электродов для соединения с электродами полупроводникового светоизлучающего элемента, в то же время обеспечивая изоляционные характеристики.
Теплопроводный элемент располагается под токопроводящим соединениями с изолирующим слоем между ними, на задней поверхности корпуса, т.е. установочной поверхности для установки подложки или схемной платы. Примеры изолирующего слоя в этом случае были даны выше, а его толщина равна 0,1 мм или менее, а предпочтительно 0,09 мм или менее, а более предпочтительно 0,08 мм или менее, и даже более предпочтительно около 0,05 мм. Формирование тонкой пленки, такой как эта, делает возможным предоставление надлежащего отвода тепла от задней поверхности посредством теплопроводного элемента. Она также позволяет обеспечивать хорошую изоляцию, в то же время перекрывая теплопроводный элемент с разводкой задней поверхности со стороны задней поверхности, выступая в качестве внешней клеммы. Следовательно, полупроводниковое светоизлучающее устройство может быть выполнено меньшим по размеру, а площадь поверхности внешней клеммы может быть увеличена, и это может использоваться для увеличения площади контактной поверхности со схемной платой с тем, чтобы минимизировать эффект растрескивания пайки и т.д. и улучшать спайку.
Примером теплопроводного элемента является элемент, теплопроводность которого выше, чем у первого изолирующего слоя и второго изолирующего слоя, составляющих корпус, как, например, элемент, имеющий теплопроводность, по меньшей мере, около 100 Вт/м·К, а предпочтительно, по меньшей мере, около 200 Вт/м·К. Например, он может быть сформирован из керамики, такой как нитрид алюминия, металла, такого как медь, алюминий, золото, серебро, вольфрам, железо или никель, железоникелевый сплав, фосфорная бронза, железосодержащая медь или CuW или один из этих металлов, который был покрыт серебром, алюминием, медью, золотом или другой такой металлической пленкой. Из них предпочтительным является CuW. Это позволяет теплопроводному элементу формироваться одновременно с корпусом посредством прессовки или формирования сырой пленки корпуса, обжига и т.д.
Когда рассеивание тепла и уменьшение размера корпуса принимаются во внимание, для теплопроводного элемента допустимо иметь толщину, по меньшей мере, 0,05 мм, например, при этом, по меньшей мере, 0,175 мм является предпочтительным. Толщина в 0,5 мм или менее также является предпочтительной. Нет особых ограничений по форме теплопроводного элемента, но предпочтительно использовать форму, которая расширяется по направлению к задней поверхности корпуса непосредственно из-под полупроводникового светоизлучающего элемента, т.е. такую форму, что плоскостная форма становится больше. Это улучшает рассеивание тепла.
Теплопроводный элемент предпочтительно составляется посредством первого теплопроводного слоя, расположенного непосредственно под полупроводниковым светоизлучающим элементом, изолирующего слоя, расположенного под ним, и второго теплопроводного слоя, расположенного под изолирующим слоем. Следовательно, изолирующий слой предотвращает контакт между внутрислойной разводкой и теплопроводными слоями, таким образом, короткое замыкание предотвращается, и может быть получено более надежное полупроводниковое светоизлучающее устройство.
Нет особых ограничений по толщине изолирующего слоя здесь, которая может быть подходящим образом отрегулирована согласно материалам первого и второго теплопроводных слоев, толщине пленки, типу светоизлучающего элемента, размеру и толщине корпуса и т.д. Этот изолирующий слой предпочтительно состоит из вышеупомянутой керамики.
Корпус может иметь, помимо токопроводящих соединений, отдельную метку, сформированную из того же материала или отличного от материала токопроводящих соединений, на поверхности первого изолирующего слоя. Эта метка располагается на расстоянии от внешней границы полупроводникового светоизлучающего элемента. Т.е. она предпочтительно предоставляется снаружи от внешнего края полупроводникового светоизлучающего элемента. Примеры этой метки включают в себя метку, состоящую из выпуклостей или углублений или т.п., сформированных из того же материала, что и изолирующий слой, и т.д., и метку идентификации/распознавания, такую как метка совмещения, сформированная из того же материала и приблизительно такой же толщины, что и токопроводящие соединения. Если метка формируется из того же материала, что и внутрислойная разводка, и не соединена электрически с рисунком межсоединений, поверхность метки не покрывается металлом, имеющим высокую оптическую отражательную способность, таким как серебро, таким образом, метка будет все еще черной. Таким образом, формирование метки за пределами внешней периферийной области может предотвращать поглощение света, которое будет иначе свойственно метке.
Нет конкретных ограничений по форме и размеру корпуса, но при вышеупомянутой вставке теплопроводного элемента прочность, на которую влияют тепловые циклы после установки полупроводникового светоизлучающего устройства на монтажную плату, и т.д. принимаются во внимание, например, примером является кубическая форма или похожая форма, которая имеет размер, по меньшей мере, около 0,5 мм и не более чем 5 мм вдоль одной стороны поверхности (поверхности для вывода света), и предпочтительно, по меньшей мере, около 1 мм и не более чем приблизительно 3,5 мм. Также, при вышеупомянутой вставке теплопроводного элемента, изоляция от теплопроводного элемента и т.д. принимается во внимание, для общей толщины допустимо быть равной, по меньшей мере, 0,05 мм, где, по меньшей мере, 0,175 мм является предпочтительным, и для толщины допустимо быть не более чем 1 мм, а предпочтительно - не более чем 0,5 мм.
Полупроводниковый светоизлучающий элемент предпочтительно является элементом, который обычно называется светоизлучающим диодом. Примеры включают в себя такие, в которых сформирована слоистая структура, включающая в себя активный слой, посредством различных полупроводников, таких как InN, AlN, GaN, InGaN, AlGaN, AlGaN, InGaAlN, и других, таких как нитридные полупроводники, сложные полупроводники III-V группы и сложные полупроводники II-VI группы. Из них, структура, имеющая активный слой, который излучает синий свет и состоит из нитридного полупроводника, является предпочтительной. Длина волны излучения результирующего светоизлучающего элемента может изменяться от ультрафиолетовой области до красной посредством изменения материала полупроводника, коэффициента смеси кристалла, доли индия в InGaN в активном слое, типа примеси, с которой легирован активный слой, и т.д.
Полупроводниковый светоизлучающий элемент в этом отношении имеет пару из положительного и отрицательного электродов с одной и той же стороны относительно активного слоя.
Полупроводниковый светоизлучающий элемент устанавливается на токопроводящие соединения корпуса. Например, полупроводниковый светоизлучающий элемент присоединяется выводами вверх к конкретной области корпуса с помощью мягкого припоя, такого как эвтектический Au-Sn, твердого припоя, такого как металл с низкой температурой плавления, электропроводящей пасты, такой как серебро, золото или палладий или т.п.
Электроды, сформированные на полупроводниковом светоизлучающем элементе, соединяются с токопроводящими соединениями корпуса. Положительный электрод полупроводникового светоизлучающего элемента, который имеет положительный и отрицательный электроды на одной и той же стороне поверхности, соединяется с положительным электродом (токопроводящим соединением) корпуса, а отрицательный электрод полупроводникового светоизлучающего элемента - с отрицательным электродом (токопроводящим соединением) корпуса, посредством спайки или контактного столбика.
Множество полупроводниковых светоизлучающих элементов, предпочтительнее, чем только один, могут быть установлены в полупроводниковом светоизлучающем устройстве. В этом случае множество полупроводниковых светоизлучающих элементов, которые излучают свет одинакового цвета, могут быть объединены, или множество полупроводниковых светоизлучающих элементов с разными цветами излучения могут быть объединены так, чтобы соответствовать R (красный свет), G (зеленый свет), и B (синий свет). Когда устанавливается множество полупроводниковых светоизлучающих элементов, полупроводниковые светоизлучающие элементы могут быть электрически соединены с электродами корпуса в любом соотношении соединений, например, последовательно или параллельно.
Также, касательно полупроводникового светоизлучающего устройства настоящего изобретения, полупроводниковый светоизлучающий элемент, установленный в корпусе, обычно покрывается герметизирующим элементом. Этот герметизирующий элемент покрывает полупроводниковый светоизлучающий элемент, установленный в корпусе, так, что никакой элемент, в том числе его положительный и отрицательный электроды, не подвергается воздействию наружного воздуха. Герметизирующий элемент может иметь любую из множества форм, которые принимают во внимание оптические характеристики, таких как форма выпуклой линзы для сведения света от светоизлучающего элемента в направлении передней поверхности.
Нет особых ограничений по материалу герметизирующего элемента, пока он является полупрозрачным, и материал может быть выбран среди таких, которые обычно используются в этой области, таких как один или более видов полимера, таких как эпоксидные смолы, акриловые смолы, полиакрилаты, полиметилметакрилаты (такие как PMMA), фтористые смолы, силиконовые смолы, модифицированные силиконовые смолы или модифицированные эпоксидные смолы или жидкокристаллический полимер. Из них эпоксидные смолы, силиконовые смолы и модифицированные силиконовые смолы являются более подходящими, при этом силиконовые смолы, имеющие отличное световое сопротивление, являются особенно подходящими. Герметизирующий элемент может быть сформирован на корпусе посредством подвергания этих материалов компрессионному формованию, трансферному формованию или инжекционному формованию, или на соединительной плате перед разделением на отдельные корпусы.
Фраза "является полупрозрачным", когда используется здесь, означает, что герметизирующий элемент пропускает свет от полупроводникового светоизлучающего элемента до степени, когда герметизирующий элемент может быть виден насквозь.
Этот материал может, например, содержать навесные компоненты, такие как флюоресцирующие краски, пигменты, наполнители или светорассеиватели. Примерами этих навесных компонентов являются флюоресцирующие краски, пигменты, наполнители, светорассеиватели и т.д., описанные в WO2006/038502 и японской выложенной патентной заявке 2006-229055, например.
Защитный элемент может быть установлен в полупроводниковом светоизлучающем устройстве настоящего изобретения. Может быть только один защитный элемент, или их может быть множество. Также, защитный элемент может быть сформирован внутри корпуса так, что он не будет блокировать свет от полупроводникового светоизлучающего элемента, или корпус может быть снабжен углублением для удержания защитного элемента. Позиция, где углубление предусмотрено, должна быть выбрана так, чтобы избегать блокирования света от полупроводникового светоизлучающего элемента. Например, подходящее место находится снаружи внешнего края герметизирующего элемента или поблизости от него.
Нет особых ограничений по защитному элементу, и любой известный тип, который устанавливается в полупроводниковом светоизлучающем устройстве, может быть использован. Например, это может быть элемент защиты схемы (такой как антистатический защитный элемент) от перегрева, избыточного напряжения, избыточного тока или т.п. Более конкретно, может быть использован диод Зенера или транзистор.
Полупроводниковое светоизлучающее устройство настоящего изобретения сейчас будет описано более конкретно посредством ссылки на чертежи.
ПРИМЕР 1
Как показано на Фиг.2, полупроводниковое светоизлучающее устройство 10 в этом примере содержит корпус 11, полупроводниковый светоизлучающий элемент 12 (LED-кристалл), расположенный в этом корпусе 11, и герметизирующий элемент 13, который покрывает этот полупроводниковый светоизлучающий элемент 12.
Как показано в поперечных сечениях на Фиг.3B и 3C, корпус 11 создается посредством наслоения первого изолирующего слоя 21, на верхней поверхности которого формируется пара из положительного и отрицательного токопроводящих соединений, внутрислойной разводки 23 под первым изолирующим слоем 21 и второго изолирующего слоя 22 под этой внутрислойной разводкой 23.
Полупроводниковый светоизлучающий элемент 12 имеет пару из положительного и отрицательного электродов на одной и той же стороне поверхности, и эти электроды обращены к паре из положительного и отрицательного токопроводящих соединений 14a и 14b.
Как показано на Фиг.3A и 3C, часть пары из положительного и отрицательного токопроводящих соединений 14a и 14b формируется так, чтобы протягиваться во внешнем периферийном направлении герметизирующего элемента 13 непосредственно из-под полупроводникового светоизлучающего элемента 12 по верхней поверхности первого изолирующего слоя 21 (часть корпуса 11), и также соединяется с внутрислойной разводкой 23 через другое токопроводящее соединение, расположенное в направлении толщины корпуса 11.
Как показано на Фиг.3A и 4, эта внутрислойная разводка 23 располагается так, чтобы находиться на расстоянии от внешней границы полупроводникового светоизлучающего элемента 12 при просмотре сквозь корпус 11 со стороны верхней поверхности первого изолирующего слоя 21. Также, в том же виде, внутрислойная разводка 23 располагается снаружи внешнего края 13a герметизирующего элемента 13. Полупроводниковое светоизлучающее устройство этого примера будет сейчас описано подробно.
Полупроводниковое светоизлучающее устройство 10 имеет токопроводящие соединения 14a и 14b, сформированные на верхней поверхности изолированного корпуса 11, состоящего из керамики, оксида алюминия и имеющего, по существу, кубическую внешнюю форму (измеряемую приблизительно как 3,5 × 3,5 мм по одной стороне плоскостной формы), и имеет LED-кристалл, установленный в качестве полупроводникового светоизлучающего элемента 12 на части токопроводящих соединений 14a и 14b.
Как показано на Фиг.3A-3C, корпус 11 создается наслоением первого изолирующего слоя 21, на верхней поверхности которого формируются токопроводящие соединения 14a и 14b, внутрислойной разводки 23, которая находится под этим первым изолирующим слоем 21, и второго изолирующего слоя 22, который находится под этой внутрислойной разводкой 23. Третий изолирующий слой 25 наносится под вторым изолирующим слоем 22.
Как показано на Фиг.3A, первый изолирующий слой 21 содержит метку 18 совмещения и токопроводящие соединения 14a и 14b, сформированные на верхней поверхности первого изолирующего слоя 21 (0,175 мм толщиной), и токопроводящее соединение (см. Фиг.3C), которое внедрено так, чтобы проходить сквозь первый изолирующий слой 21 и непосредственно под токопроводящими соединениями 14a и 14b.
Часть токопроводящих соединений 14a и 14b формируется так, чтобы протягиваться в направлении внешнего края 13a (направление x-x) герметизирующего элемента 13 непосредственно из-под полупроводникового светоизлучающего элемента 12 по верхней поверхности первого изолирующего слоя 21 (часть корпуса 11), и как показано на Фиг.3C, соединяется с внутрислойной разводкой 23 через другое токопроводящее соединение, расположенное в направлении толщины корпуса 11.
Как показано на Фиг.4, второй изолирующий слой 22 (0,175 мм толщиной) содержит внутрислойную разводку 23, сформированную на его верхней поверхности, и токопроводящее соединение (не показано), вставленное так, чтобы проходить сквозь внутренность второго изолирующего слоя 22 в направлении толщины, и соединенное с внутрислойной разводкой 23.
Внутрислойная разводка 23 располагается так, чтобы находиться на расстоянии от внешней границы полупроводникового светоизлучающего элемента 12 при просмотре сквозь корпус 11 со стороны верхней поверхности первого изолирующего слоя 21. Другими словами, эта внутрислойная разводка, по существу, не размещается непосредственно под областью, соответствующей внешней периферийной области полупроводникового светоизлучающего элемента 12 между первым изолирующим слоем 21 и вторым изолирующим слоем 22.
В этом примере внутрислойная разводка 23, расположенная между первым изолирующим слоем 21 и вторым изолирующим слоем 22, отделяется от внешнего края 12a LED-кристалла минимальным расстоянием около 0,7 мм.
Как показано на Фиг.5, токопроводящее соединение 26, которое соединяется с токопроводящим соединением, внедренным во втором изолирующем слое 22, внедряется в третий изолирующий слой (0,05 мм толщиной) так, чтобы проходить сквозь его внутренность. Как показано на Фиг.6, рисунок 24 разводки задней поверхности формируется на задней поверхности.
Первый изолирующий слой 21, второй изолирующий слой 22, третий изолирующий слой 25, внутрислойная разводка 23 и рисунок 24 разводки задней поверхности формируются целиком посредством обжига сырой керамической пленки.
Токопроводящие соединения 14a и 14b и внутрислойная разводка 23 формируются посредством обжига проводящей пасты, которая является смесью порошков меди, молибдена и вольфрама одновременно с керамикой, которая задет корпус. На поверхность токопроводящих соединений 14a и 14b дополнительно наносится золото.
Ради ясности, Фиг.3A и 4 также показывают внешний край 12a LED-кристалла, полупроводниковый светоизлучающий элемент 1 и внешний край 13a герметизирующего элемента 13.
Полупроводниковый светоизлучающий элемент 12 имеет пару из положительного и отрицательного электродов на одной и той же стороне поверхности, и эти электроды располагаются напротив токопроводящих соединений 14a и 14b.
На корпусе 11 формируется элемент, который покрывает всю поверхность, по меньшей мере, полупроводникового светоизлучающего элемента 12 и токопроводящие соединения 14a и 14b, по существующий верхней поверхности корпуса. Этот элемент формируется посредством компрессионного формования силиконовой смолы и состоит из герметизирующего элемента 13, который имеет форму выпуклой линзы, и кромки 15, которая покрывает метку 18 совмещения на верхней поверхности корпуса 11 и формируется соединенной с внешним краем герметизирующего элемента 13. Верхняя поверхность кромки 15, по существу, является плоской поверхностью, которая параллельна верхней поверхности корпуса 1, и размер (объем) кромки 15, по существу, меньше, чем размер всего герметизирующего элемента 13. Например, герметизирующий элемент 13 в этом примере является, по существу, полусферической выпуклой линзой с радиусом около 1,20-1,50 мм, а кромка 15 является тонкой пленкой с толщиной около 50-100 мкм. Следовательно, только очень небольшое количество света распространяется через кромку 15. Также, внутрислойная разводка 23 размещается снаружи от внешнего края герметизирующего элемента 13 (т.е. границы между герметизирующим элементом 13 и кромкой 15), как видно при просмотре сквозь первый изолирующий слой со стороны верхней поверхности корпуса. Соответственно, касательно полупроводникового светоизлучающего устройства, относящегося к этому примеру, существует небольшое поглощение света внутрислойной разводкой 23.
Метка 18 совмещения формируется снаружи внешнего края герметизирующего элемента 13 на верхней поверхности корпуса 11. Эта метка 18 совмещения используется, чтобы определять, существует ли отклонение в позиции формования герметизирующего элемента 13, или как указатель при создании отдельных корпусов 11 из объединенной платы.
Как показано на Фиг.3B и 3C, теплопроводный элемент 55 размещается в этом полупроводниковом светоизлучающем устройстве 10 в форме, которая в некоторой степени больше, чем полупроводниковый светоизлучающий элемент 12, так, чтобы проходить сквозь второй изолирующий слой 22 в направлении толщины, и верхняя поверхность и задняя поверхность теплопроводного элемента 55 покрываются первым изолирующим слоем 21 и третьим изолирующим слоем 25.
Как показано на Фиг.7A и 7B, ради сравнения, использовались одинаковые материалы, чтобы формировать корпус, состоящий из:
метки 28 совмещения, отделенной расстоянием b около 0,15 мм от внешнего края 12a полупроводникового светоизлучающего элемента 12 и токопроводящих соединений 34a и 34b на внешней поверхности первого изолирующего слоя 31; и
внутрислойной разводки 33, отделенной расстоянием b около 0,15 мм от внешнего края 12a полупроводникового светоизлучающего элемента 12, на поверхности второго изолирующего слоя 32; и сборка была выполнена тем же образом, что и с вышеупомянутым полупроводниковым светоизлучающим устройством 10.
Интенсивность светового потока была измерена для обоих полученных полупроводниковых светоизлучающих устройств. В результате, было подтверждено, что интенсивность светового потока увеличивается на 6% в полупроводниковом светоизлучающем устройстве 10 в примере 1 по отношению к сравнительному примеру. В частности, было подтверждено, что больше света выходило из полупроводникового светоизлучающего устройства, когда расстояние от внешнего края полупроводникового светоизлучающего элемента до внутрислойной разводки было больше.
Касательно полупроводникового светоизлучающего устройства этого примера, теплопроводный элемент внедряется под LED-кристалл и внутрь корпуса, и, как результат, рассеивание тепла посредством теплопроводного элемента может быть обеспечено в части, относительно того, когда полупроводниковый светоизлучающий элемент устанавливается непосредственно на теплопроводный элемент, таким образом, тепло, создаваемое от светоизлучающего элемента, может отводиться более эффективно. Также, поскольку изолирующий слой находится между токопроводящими соединениями и теплопроводным элементом, гарантируется изоляция, эффективно предотвращая короткое замыкание между разводкой, электродами и т.д. токопроводящих соединений, схемной платой и т.д., в то же время возможно накладывать токопроводящие соединения и теплопроводный элемент, таким образом, полупроводниковое светоизлучающее устройство может быть меньше и тоньше. Кроме того, структурные ограничения по работе электрода и т.п. сохраняются на минимуме, что предоставляет большую свободу в проектировании светоизлучающего элемента.
ПРИМЕР 2
Как показано на Фиг.8, полупроводниковое светоизлучающее устройство 40 в этом примере имеет сформированные токопроводящие соединения 14a и 14b, метку 18 совмещения и т.д. и полупроводниковый светоизлучающий элемент 12, установленный, по существу, так же, что и с полупроводниковым светоизлучающим устройством 10 в примере 1, за исключением того, что углубление 42 предусматривается рядом с внешним краем герметизирующего элемента 13 на поверхности корпуса 41, защитный элемент 43 устанавливается в это углубление, и теплопроводный элемент с двухступенчатой структурой вставляется непосредственно под LED-кристаллом 12.
Т.е. первый изолирующий слой 51, показанный на Фиг.9A (0,05 мм толщиной), второй изолирующий слой 52, показанный на Фиг.10 (0,175 мм толщиной), третий изолирующий слой 53, показанный на Фиг.11 (0,175 мм толщиной), и четвертый изолирующий слой 54, показанный на Фиг.12 (0,05 мм толщиной), наносятся и обжигаются, чтобы формировать корпус 41. Эти изолирующие слои формируются из сырых керамических пленок, выполненных из окиси алюминия.
Как показано на Фиг.9A, корпус 41 этого полупроводникового светоизлучающего устройства имеет токопроводящие соединения 14a и 14b и метку 18 совмещения, сформированные тем же образом, что и в примере 1, на верхней поверхности первого изолирующего слоя 51. Отверстие 42a формируется в позиции, соответствующей внешнему краю 13a герметизирующего элемента 13.
Также, как показано на Фиг.9C, токопроводящее соединение (не показано) формируется непосредственно под токопроводящими соединениями 14a и 14b, внедренными так, чтобы проходить сквозь первый изолирующий слой 51.
Как показано на Фиг.10, на поверхности второго изолирующего слоя 52 формируются внутрислойная разводка 23 и, непосредственно под внутрислойной разводкой 23, токопроводящее соединение (не показано), внедренное так, чтобы проходить сквозь второй изолирующий слой 52 в направлении толщины. Также, отверстие 42b формируется в позиции, соответствующей внешнему краю 13a герметизирующего элемента 13. Дополнительно, как показано на Фиг.9B и 9C, сквозное отверстие предусматривается в центре второго изолирующего слоя 52, и теплопроводный элемент 55a (0,175 мм толщиной), состоящий из CuW и в форме диска, имеющего диаметр около 1,2 мм, вставляется в позиции, соответствующей той, где сквозное отверстие находится непосредственно под LED-кристаллом 12.
Как показано на Фиг.11, рисунок 56 разводки, используемый для защитного элемента 43, формируется на поверхности третьего изолирующего слоя 53 так, чтобы быть между вторым изолирующим слоем 52 и третьим изолирующим слоем 53, так что часть разводки раскрывается через отверстие 42a в первом изолирующем слое 51 (см. Фиг.9A) и отверстие 42b во втором изолирующем слое (см. Фиг.10). Также, как показано на Фиг.9B и 9C, сквозное отверстие предусматривается в центре третьего изолирующего слоя 53, и теплопроводный элемент 55b (0,175 мм толщиной), состоящий из CuW и в форме диска, имеющего диаметр около 1,6 мм, вставляется в позиции, соответствующей той, где сквозное отверстие находится непосредственно под LED-кристаллом 12.
Как показано на Фиг.12, рисунок разводки не формируется на верхней поверхности четвертого изолирующего слоя 54, но рисунок разводки задней поверхности формируется на задней поверхности точно так же, как на Фиг.6. Этот четвертый изолирующей слой 54 может полностью покрывать сторону задней поверхности теплопроводного элемента 55b.
Касательно полупроводникового светоизлучающего устройства этого примера, в дополнение к действиям примера 1, в частности диаметр теплопроводного элемента 55b, вставленного в третий изолирующий слой 53, больше, чем диаметр теплопроводного элемента 55a, вставленного во второй изолирующий слой 52. Следовательно, ступенька формируется на боковой поверхности формы всего теплопроводного элемента, сформированного посредством теплопроводного элемента 55a и теплопроводного элемента 55b. Т.е. теплопроводный элемент имеет форму, которая расширяется непосредственно из-под полупроводникового светоизлучающего элемента по направлению к задней поверхности корпуса. Форма, такая как эта, поддерживает на минимуме поглощение света теплопроводным элементом непосредственно под LED-кристаллом.
Кроме того, чтобы улучшать этот результат, площадь поверхности в горизонтальном направлении теплопроводного элемента, вставленного во второй изолирующий слой непосредственно под LED-кристаллом, предпочтительно приблизительно является такой же, что и площадь поверхности в горизонтальном направлении LED-кристалла.
Также, поскольку теплопроводный элемент формируется более широким со стороны задней поверхности корпуса, рассеивание тепла может быть улучшено от полупроводникового светоизлучающего элемента к задней поверхности корпуса.
Касательно этого примера, хотя не показано на чертежах, изолирующий слой предпочтительно размещается между теплопроводными элементами, вставленными во второй изолирующий слой 52 и третий изолирующий слой 53. Т.е. теплопроводный элемент предпочтительно состоит из первого теплопроводного слоя непосредственно под полупроводниковым светоизлучающим элементом, изолирующего слоя под ним и второго теплопроводного слоя под этим изолирующим слоем. Площадь поверхности этого изолирующего слоя предпочтительно больше, чем площадь поверхности верхней поверхности второго теплопроводного слоя, расположенного под изолирующим слоем. Например, изолирующий слой, расположенный между первым теплопроводным слоем в форме диска, вставленным во второй изолирующий слой, и вторым теплопроводным слоем в форме диска, вставленным во второй изолирующий слой, может иметь площадь поверхности, которая больше, чем у первого теплопроводного слоя в форме диска, вставленного во второй изолирующий слой, и больше, чем площадь поверхности второго теплопроводного слоя в форме диска, вставленного в третий изолирующий слой. Толщина изолирующего слоя, расположенного между первым теплопроводным слоем и вторым теплопроводным слоем, должна быть достаточной, чтобы предоставлять хорошую изоляцию без уменьшения свойства рассеивания тепла теплопроводного элемента.
Размещение изолирующего слоя, такого как этот, предотвращает короткое замыкание, предотвращая контакт между внутрислойной разводкой корпуса и теплопроводным элементом под изолирующим слоем, таким образом, может быть получен более надежный светоизлучающий элемент.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
Полупроводниковое светоизлучающее устройство настоящего изобретения может использоваться легко, просто и точно при производстве различных устройств, в которых установлен полупроводниковый светоизлучающий элемент, а более конкретно, полупроводниковых светоизлучающих устройств, которые могут быть использованы во множестве осветительных устройств, включающих в себя не только осветительные устройства, используемые в устройствах считывания изображений в факсимильных аппаратах, копирах, ручных сканерах и т.д., но также в фонарях, источниках иллюминационного света, LED-дисплеях, источниках фоновой подсветки для переносных телефонов и т.п., сигнальных устройствах, переключателях освещения, автомобильных тормозных лампах, различных датчиках, различных индикаторах и т.д.

Claims (12)

1. Полупроводниковое светоизлучающее устройство, содержащее:
- корпус, составленный посредством нанесения первого изолирующего слоя, имеющего пару из положительного и отрицательного токопроводящих соединений, сформированных на его верхней поверхности, внутрислойной разводки под первым изолирующим слоем и второго изолирующего слоя под внутрислойной разводкой;
- полупроводниковый светоизлучающий элемент, который имеет пару из положительного и отрицательного электродов с одной и той же стороны поверхности и который размещается с этими электродами напротив токопроводящих соединений; и
- герметизирующий элемент, который покрывает полупроводниковый светоизлучающий элемент,
- при этом часть токопроводящих соединений формируется так, чтобы протягиваться в направлении внешнего края герметизирующего элемента непосредственно из-под полупроводникового светоизлучающего элемента, по верхней поверхности первого изолирующего слоя и соединяется с внутрислойной разводкой через токопроводящее соединение, расположенное в направлении толщины корпуса, и
- внутрислойная разводка располагается так, чтобы находиться на расстоянии от внешней границы полупроводникового светоизлучающего элемента при просмотре сквозь корпус со стороны верхней поверхности первого изолирующего слоя.
2. Полупроводниковое светоизлучающее устройство по п.1, в котором внутрислойная разводка располагается снаружи от внешнего края герметизирующего элемента.
3. Полупроводниковое светоизлучающее устройство по п.1 или 2, в котором метка формируется на верхней поверхности первого изолирующего слоя и метка располагается так, чтобы находиться на расстоянии от внешней границы полупроводникового светоизлучающего элемента.
4. Полупроводниковое светоизлучающее устройство по п.1, в котором корпус содержит теплопроводный элемент непосредственно под полупроводниковым светоизлучающим элементом.
5. Полупроводниковое светоизлучающее устройство по п.4, в котором теплопроводный элемент имеет форму, которая расширяется из-под полупроводникового светоизлучающего элемента по направлению к задней поверхности корпуса.
6. Полупроводниковое светоизлучающее устройство по п.4, в котором теплопроводный элемент составляется посредством первого теплопроводного слоя под полупроводниковым светоизлучающим элементом, изолирующего слоя под ним и второго теплопроводного слоя под изолирующим слоем.
7. Полупроводниковое светоизлучающее устройство по п.2, в котором корпус имеет углубление, которое открывается на верхнюю поверхность первого изолирующего слоя, и углубление располагается снаружи от внешнего края герметизирующего элемента.
8. Полупроводниковое светоизлучающее устройство по п.1, в котором изолирующий слой состоит из керамики.
9. Полупроводниковое светоизлучающее устройство по п.4, в котором теплопроводный элемент или теплопроводный слой выполнен из CuW или СuМо.
10. Полупроводниковое светоизлучающее устройство по п.1, в котором внутрислойная разводка располагается так, чтобы быть на расстоянии, по меньшей мере, 0,2 мм от внешней границы полупроводникового светоизлучающего элемента.
11. Полупроводниковое светоизлучающее устройство по п.5, в котором теплопроводный элемент составляется посредством первого теплопроводного слоя под полупроводниковым светоизлучающим элементом, изолирующего слоя под ним и второго теплопроводного слоя под изолирующим слоем.
12. Полупроводниковое светоизлучающее устройство по п.3, в котором корпус имеет углубление, которое открывается на верхнюю поверхность первого изолирующего слоя, и углубление располагается снаружи от внешнего края герметизирующего элемента.
RU2011137465/28A 2009-02-10 2009-10-14 Полупроводниковое светоизлучающее устройство RU2473152C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009-028687 2009-02-10
JP2009028687A JP4780203B2 (ja) 2009-02-10 2009-02-10 半導体発光装置
PCT/JP2009/067766 WO2010092707A1 (ja) 2009-02-10 2009-10-14 半導体発光装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2473152C1 true RU2473152C1 (ru) 2013-01-20

Family

ID=42561556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011137465/28A RU2473152C1 (ru) 2009-02-10 2009-10-14 Полупроводниковое светоизлучающее устройство

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8759867B2 (ru)
EP (1) EP2398072B1 (ru)
JP (1) JP4780203B2 (ru)
CN (1) CN102308395B (ru)
CA (1) CA2751818C (ru)
RU (1) RU2473152C1 (ru)
TW (1) TWI440229B (ru)
WO (1) WO2010092707A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2589449C1 (ru) * 2013-04-30 2016-07-10 Соко Кагаку Ко., Лтд. Излучающий ультрафиолетовое излучение прибор
RU2689267C2 (ru) * 2014-10-31 2019-05-24 Нитиа Корпорейшн Светоизлучающее устройство и адаптивная система фар дальнего света

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11131431B2 (en) 2014-09-28 2021-09-28 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd LED tube lamp
WO2012057038A1 (ja) * 2010-10-26 2012-05-03 東芝ライテック株式会社 発光モジュール、および照明器具
JP5543386B2 (ja) * 2011-01-21 2014-07-09 スタンレー電気株式会社 発光装置、その製造方法及び照明装置
JP5968674B2 (ja) * 2011-05-13 2016-08-10 エルジー イノテック カンパニー リミテッド 発光素子パッケージ及びこれを備える紫外線ランプ
CN107425103B (zh) * 2011-08-22 2019-12-27 Lg伊诺特有限公司 发光器件封装件和光装置
WO2013076896A1 (ja) * 2011-11-22 2013-05-30 パナソニック株式会社 半導体発光装置
JP6225453B2 (ja) * 2012-05-24 2017-11-08 日亜化学工業株式会社 半導体装置
CN103633231B (zh) * 2012-08-22 2016-09-07 华夏光股份有限公司 半导体发光装置
CN103633232B (zh) * 2012-08-22 2016-09-07 华夏光股份有限公司 半导体发光装置
DE102012215788B4 (de) * 2012-09-06 2014-05-22 Osram Gmbh Mehrlagige LED-Leiterplatte
USD753612S1 (en) * 2012-09-07 2016-04-12 Cree, Inc. Light emitter device
JP6172966B2 (ja) * 2013-02-19 2017-08-02 シチズン時計株式会社 光学素子用基板及び光学素子パッケージの製造方法並びに光学素子用基板及び光学素子パッケージ
USD735683S1 (en) * 2013-05-03 2015-08-04 Cree, Inc. LED package
CN104347312A (zh) * 2013-07-29 2015-02-11 泰科电子日本合同会社 保护元件
TWI517446B (zh) * 2013-10-01 2016-01-11 葳天科技股份有限公司 發光二極體發光增益結構
TWI513053B (zh) * 2013-10-01 2015-12-11 Prolight Opto Technology Corp 發光二極體封裝結構
JP6435705B2 (ja) * 2013-12-27 2018-12-12 日亜化学工業株式会社 集合基板、発光装置及び発光素子の検査方法
US11480305B2 (en) 2014-09-25 2022-10-25 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd. LED tube lamp
US10560989B2 (en) 2014-09-28 2020-02-11 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd LED tube lamp
CN205961494U (zh) 2014-09-28 2017-02-15 嘉兴山蒲照明电器有限公司 Led直管灯
JP6492587B2 (ja) * 2014-11-29 2019-04-03 日亜化学工業株式会社 発光装置
US10514134B2 (en) 2014-12-05 2019-12-24 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd LED tube lamp
US9897265B2 (en) 2015-03-10 2018-02-20 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd. LED tube lamp having LED light strip
US11519565B2 (en) 2015-03-10 2022-12-06 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd LED lamp and its power source module
US11028973B2 (en) 2015-03-10 2021-06-08 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd. Led tube lamp
TWI567928B (zh) * 2015-04-29 2017-01-21 光寶光電(常州)有限公司 發光二極體封裝結構
CN107851693B (zh) * 2015-08-03 2020-02-18 创光科学株式会社 氮化物半导体发光元件用的基台及其制造方法
JP6327232B2 (ja) * 2015-10-30 2018-05-23 日亜化学工業株式会社 発光装置及び発光モジュールの製造方法
US11035526B2 (en) 2015-12-09 2021-06-15 Jiaxing Super Lighting Electric Appliance Co., Ltd. LED tube lamp
WO2017188278A1 (ja) 2016-04-26 2017-11-02 シチズン電子株式会社 発光装置
US10283688B2 (en) * 2016-08-22 2019-05-07 Nichia Corporation Light emitting device
US10074785B2 (en) * 2016-11-18 2018-09-11 Nichia Corporation Light-emitting device
JP6583247B2 (ja) 2016-12-21 2019-10-02 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP1594174S (ru) * 2017-07-25 2018-01-09
JP6677232B2 (ja) * 2017-09-29 2020-04-08 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
JP7239804B2 (ja) * 2018-08-31 2023-03-15 日亜化学工業株式会社 レンズ及び発光装置並びにそれらの製造方法
USD926714S1 (en) * 2019-10-30 2021-08-03 Creeled, Inc. Light emitting diode package

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004266168A (ja) * 2003-03-03 2004-09-24 Sanyu Rec Co Ltd 発光体を備えた電子機器及びその製造方法
US20070058059A1 (en) * 2005-09-07 2007-03-15 Toyoda Gosei Co., Ltd. Solid-state element device
US20070187708A1 (en) * 2001-08-09 2007-08-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. LED Illumination Apparatus and Card-Type LED Illumination Source
RU2328795C2 (ru) * 2004-01-29 2008-07-10 Азур Спэйс Солар Пауэр Гмбх Полупроводниковая структура, имеющая активные зоны (варианты)

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6791181B2 (en) * 2000-11-29 2004-09-14 Mitsubishi Chemical Corporation Semiconductor light emitting device
US6498355B1 (en) * 2001-10-09 2002-12-24 Lumileds Lighting, U.S., Llc High flux LED array
TW545698U (en) * 2001-12-28 2003-08-01 United Epitaxy Co Ltd LED packaging structure with a static charge protecting device
JP2004119631A (ja) * 2002-09-25 2004-04-15 Matsushita Electric Works Ltd Ledモジュール
JP2004207655A (ja) * 2002-12-26 2004-07-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 金属ベース基板および発光ユニット
US7391153B2 (en) * 2003-07-17 2008-06-24 Toyoda Gosei Co., Ltd. Light emitting device provided with a submount assembly for improved thermal dissipation
KR100586944B1 (ko) * 2003-12-26 2006-06-07 삼성전기주식회사 고출력 발광다이오드 패키지 및 제조방법
US7183588B2 (en) * 2004-01-08 2007-02-27 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Light emission device
JP2006093565A (ja) * 2004-09-27 2006-04-06 Kyocera Corp 発光素子用配線基板ならびに発光装置およびその製造方法
US20080043444A1 (en) 2004-04-27 2008-02-21 Kyocera Corporation Wiring Board for Light-Emitting Element
EP1795798B1 (en) 2004-10-01 2013-07-03 Nichia Corporation Light-emitting device
JP4960099B2 (ja) * 2004-10-04 2012-06-27 株式会社東芝 発光装置及びそれを用いた照明器具または液晶表示装置
US7868345B2 (en) 2004-10-27 2011-01-11 Kyocera Corporation Light emitting device mounting substrate, light emitting device housing package, light emitting apparatus, and illuminating apparatus
JP5123466B2 (ja) 2005-02-18 2013-01-23 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP2006261290A (ja) * 2005-03-16 2006-09-28 Sumitomo Metal Electronics Devices Inc 発光素子収納用パッケージの製造方法
JP5307364B2 (ja) * 2006-08-03 2013-10-02 豊田合成株式会社 蛍光体含有ガラスの製造方法及び固体素子デバイスの製造方法
CN100521269C (zh) * 2006-08-03 2009-07-29 丰田合成株式会社 固态器件
US7999398B2 (en) 2006-08-03 2011-08-16 Toyoda Gosei Co., Ltd. Solid state device
JP2008109079A (ja) * 2006-09-26 2008-05-08 Kyocera Corp 表面実装型発光素子用配線基板および発光装置
JP4306772B2 (ja) * 2006-10-05 2009-08-05 日亜化学工業株式会社 発光装置
US7473940B2 (en) * 2006-11-27 2009-01-06 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Compact LED with a self-formed encapsulating dome
KR100850666B1 (ko) * 2007-03-30 2008-08-07 서울반도체 주식회사 메탈 pcb를 갖는 led 패키지

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070187708A1 (en) * 2001-08-09 2007-08-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. LED Illumination Apparatus and Card-Type LED Illumination Source
JP2004266168A (ja) * 2003-03-03 2004-09-24 Sanyu Rec Co Ltd 発光体を備えた電子機器及びその製造方法
RU2328795C2 (ru) * 2004-01-29 2008-07-10 Азур Спэйс Солар Пауэр Гмбх Полупроводниковая структура, имеющая активные зоны (варианты)
US20070058059A1 (en) * 2005-09-07 2007-03-15 Toyoda Gosei Co., Ltd. Solid-state element device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2589449C1 (ru) * 2013-04-30 2016-07-10 Соко Кагаку Ко., Лтд. Излучающий ультрафиолетовое излучение прибор
RU2689267C2 (ru) * 2014-10-31 2019-05-24 Нитиа Корпорейшн Светоизлучающее устройство и адаптивная система фар дальнего света

Also Published As

Publication number Publication date
EP2398072A1 (en) 2011-12-21
US20110291154A1 (en) 2011-12-01
CA2751818A1 (en) 2010-08-19
JP2010186814A (ja) 2010-08-26
US8759867B2 (en) 2014-06-24
JP4780203B2 (ja) 2011-09-28
CA2751818C (en) 2016-02-16
CN102308395A (zh) 2012-01-04
TW201031031A (en) 2010-08-16
WO2010092707A1 (ja) 2010-08-19
CN102308395B (zh) 2014-04-09
TWI440229B (zh) 2014-06-01
EP2398072B1 (en) 2019-01-16
EP2398072A4 (en) 2014-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2473152C1 (ru) Полупроводниковое светоизлучающее устройство
KR100620844B1 (ko) 발광장치 및 조명장치
KR101114197B1 (ko) 발광 소자 및 이를 구비한 조명 시스템
CN100442551C (zh) 发光装置
US8357948B2 (en) Light emitting device and lighting system
TWI495164B (zh) 發光裝置
CN103867987B (zh) 灯单元和包括该灯单元的车灯装置
US20180306405A1 (en) Optical lens, light emitting device, and light emitting module having same
US9512990B2 (en) Light emitting device mounting structural body
TW201320385A (zh) 功率式表面安裝之發光晶粒封裝
TWI525789B (zh) 發光二極體
JP4938255B2 (ja) 発光素子収納用パッケージ、光源および発光装置
KR101694175B1 (ko) 발광소자, 발광소자 패키지 및 조명시스템
JP5388877B2 (ja) 半導体発光装置及び半導体発光装置の製造方法
KR101163901B1 (ko) 발광 소자 및 이를 구비한 조명 시스템
KR102131345B1 (ko) 발광소자
WO2007072659A1 (ja) 発光装置
KR101258228B1 (ko) 복수개의 파장변환 물질층들을 갖는 발광 소자
US9761766B2 (en) Chip on board type LED module
KR20050106263A (ko) 플립칩 인쇄회로기판 및 플립칩 인쇄회로기판을 구비한백색 발광 다이오드 모듈
JP2018032693A (ja) 発光装置、及び、照明装置
KR102119817B1 (ko) 발광소자
KR102142718B1 (ko) 발광 소자 및 이를 구비한 조명 장치
KR20110113989A (ko) 발광 소자 및 이를 이용하는 라이트 유닛
KR101896693B1 (ko) 발광소자 패키지