TW201432952A - 發光裝置及發光裝置的製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明是一種發光裝置，其特徵在於：具有發光元件晶片、引線框架、連接位於該引線框架中的電極與前述發光元件晶片之引線、及密封這些構件之樹脂體，其中，前述發光元件晶片、前述引線及前述引線框架被保護膜所覆蓋，且前述保護膜讓前述發光元件的發光波長的光通過。藉此，提供一種發光裝置及其製造方法，此種發光裝置能防止因氣體或在使用環境下存在的水分、製造步驟中所使用的各種液體藥劑所造成的發光元件的劣化。
Description
本發明是關於一種包含發光元件之發光裝置及其製造方法，該發光裝置是將發光元件安裝並以樹脂密封而成。
當製造超高亮度型的紅光發光元件時，在有機金屬化學氣相沈積(Metal-Organic Chemical Vapor Depostion，MOCVD)的反應器中，於GaAs基板上使四元發光層和光取出用的窗層成長後取出，移入氣相磊晶法(Vapor Phase Epitaxy，VPE)的反應器內，在窗層上使更厚的窗層成長。藉由使窗層加厚，提高從發光元件側面取出光的效果。
然而，從發光層向基板側放出的光，會被成長用基板也就是GaAs吸收。為了取出向基板側放出的光，已知有一種技術，該技術藉由濕式蝕刻將GaAs基板去除，並在已去除成長基板後的磊晶晶圓上貼合對於光是透明的GaP基板、或是在已去除成長基板後的磊晶晶圓上使GaP層磊晶成長，藉此來謀求高亮度化。
LED的封裝，大多是利用樹脂來密封。例如以廣為人知的被稱為砲彈型之燈泡形狀的封裝為首，有覆晶型、表面黏著元件(Surface Mount Device，SMD)型等。
如第3圖所示，例如構成砲彈型LED 3的零件，是
由金屬或陶瓷等形成且被稱為引線框架11的骨架、以使電流流通引線框架11的方式而被安裝的發光元件10、引線12、及覆蓋這些的樹脂體13所構成。引線框架11的功能是作為結構材料及導電，樹脂的功能是光取出及元件的保護。
專利文獻1：日本特開2011-198812號公報
然而，發光元件，對於在使用環境下存在的水分的耐性(耐受性)低，因此可能會有輸出低落的不良情況發生。另外在出貨到市場之前，也可能在製造步驟中所使用的各種液體藥劑滲入發光元件內，而成為不良的原因。這是由於用以支撐發光元件晶片之安裝部也就是引線框架與樹脂之間的物性差異，而在製造步驟或使用環境中，於引線框體與樹脂之間產生了縫隙所引起的。特別是經常被使用的環氧樹脂，其對熱的耐性較弱，若由於構裝步驟內的焊接等使得引線框體的溫度上升，則會容易引起引線框體與樹脂的剝離。
舉例而言，在專利文獻1中，揭露一種半導體發光元件，其以二氧化鋯或矽氧化物來覆蓋發光元件，以防止水分和硫酸離子等從外部滲入半導體發光元件中。然而，那樣
的結構無法充分地防止水分和液體藥劑等的滲入，且形成裂縫或縫隙等就會成為可靠度低落的主要原因。
本發明是鑑於上述問題而完成，其目的在於提供一種發光裝置，此種發光裝置能防止因氣體和水分、液體藥劑等所造成的發光元件的劣化。
為了解決上述問題，在本發明中提供一種發光裝置，其特徵在於：具有發光元件晶片、引線框架、連接位於該引線框架中的電極與前述發光元件晶片之引線、及密封這些構件之樹脂體，其中，前述發光元件晶片、前述引線及前述引線框架被保護膜所覆蓋，且前述保護膜讓前述發光元件的發光波長的光通過。
像這樣，以不只是發光元件晶片，甚至引線及引線框架也都覆蓋的方式來形成保護膜，藉此可作成一種發光裝置，此種發光裝置能防止因氣體、水分、或液體藥劑所造成的發光元件的劣化。
此外，前述保護膜，較佳是SiO2、SiNx、Al2O3、及TiO2的任一種。
若是這樣的保護膜，則成為一種對於發光元件的發光波長為透明的膜，此外，可更確實地防止因氣體、水分、或液體藥劑所造成的發光元件的劣化。
此外，前述發光裝置，較佳是砲彈型。
像這樣，本發明非常適用於是砲彈型的發光裝置，可防止因氣體、水分、或液體藥劑所造成的發光元件的劣化。
此外，在本發明中提供一種發光裝置的製造方法，其具有以下步驟：將發光元件晶片裝設於引線框架，並將引線連接至位於該引線框架中的電極之步驟；在前述發光元件晶片、前述引線及前述引線框架形成保護膜之步驟；及以覆蓋前述保護膜的方式，利用樹脂來密封外側之步驟。
若是像這樣的製造方法，能製造一種發光裝置，此種發光裝置可防止因氣體、水分、或液體藥劑所造成的發光元件的劣化。
此外，前述保護膜，較佳是SiO2、SiNx、Al2O3、及TiO2的任一種。
像這樣，藉由形成保護膜，可形成對於發光元件的發光波長為透明的膜，且可確實地防止因氣體、水分、或液體藥劑所造成的發光元件的劣化。
另外，前述保護膜較佳是SiO2膜，且是藉由四乙氧基矽烷(tetraethoxysilane，TEOS)或聚矽氮烷以濕式步驟所形成。
若是這種藉由TEOS或聚矽氮烷之濕式步驟，可容易地形成SiO2膜。
除此之外，前述保護膜較佳是SiO2膜，且是藉由化學汽相沈積法(Chemical Vapor Deposition，CVD)或濺鍍法的氣相步驟所形成。
若是這種藉由CVD法或濺鍍法的氣相步驟，也可容易地形成SiO2膜。
此外，本發明提供一種發光裝置，其特徵在於：具
有發光元件晶片、包含電極之安裝部、及密封這些構件之樹脂體，其中，前述發光元件晶片及前述包含電極之安裝部被保護膜所覆蓋，且前述保護膜讓前述發光元件的發光波長的光通過。
像這樣，以不只是發光元件晶片，甚至包含電極之安裝部也都覆蓋的方式來形成保護膜，藉此可作成一種發光裝置，此種發光裝置能防止因氣體、水分、或液體藥劑所造成的發光元件的劣化。
此外，前述保護膜，較佳的是SiO2、SiNx、Al2O3、及TiO2的任一種。
若是這樣的保護膜，則成為一種對於發光元件的發光波長為透明的膜，此外，可更確實地防止因氣體、水分、或液體藥劑所造成的發光元件的劣化。
除此之外，在本發明中提供一種發光裝置的製造方法，其特徵在於具有以下步驟：將發光元件晶片裝設於安裝部，並將前述發光元件晶片連接至位於前述安裝部中的電極之步驟；在前述發光元件晶片與包含電極之安裝部形成保護膜之步驟；及以覆蓋前述保護膜的方式，利用樹脂來密封外側之步驟。
若是像這樣的製造方法，能製造一種發光裝置，此種發光裝置可防止因氣體、水分、或液體藥劑所造成的發光元件的劣化。
此外，前述保護膜，較佳的是SiO2、SiNx、Al2O3、及TiO2的任一種。
像這樣，藉由形成保護膜，可形成對於發光元件的發光波長為透明的膜，且可確實地防止因氣體、水分、或液體藥劑所造成的發光元件的劣化。
如以上說明，依據本發明，可提供一種發光裝置及其製造方法，此種發光裝置能防止因氣體或水分、液體藥劑所造成的發光元件的劣化。
1‧‧‧發光裝置
10‧‧‧發光元件晶片
11‧‧‧引線框架
12‧‧‧引線
13‧‧‧樹脂體
14‧‧‧保護膜
第1圖是表示本發明的發光裝置的概略的一例之圖。
第2圖是表示在本發明的發光裝置的製造方法中的製造過程的概略的一例之圖。
第3圖是表示習知的發光裝置的概略的一例之圖。
以下，針對本發明更詳細地進行說明。
如前述般，由於在引線框架與樹脂之間產生縫隙，會因水分或液體藥劑滲入發光元件內而發生輸出低落等不良情況，因此希望開發出一種發光裝置及其製造方法，此種發光裝置能防止因氣體或水分、液體藥劑所造成的發光元件的劣化。
此處，本發明人為了解決上述問題，不斷地努力研發，研究出若是下述發光裝置，則能防止因氣體或水分、液體藥劑所造成的發光元件的劣化，而完成本發明。該發光裝置，其特徵在於：具有發光元件晶片、引線框架、連接位於
該引線框架中的電極與前述發光元件晶片之引線、及密封這些構件之樹脂體，其中，前述發光元件晶片、前述引線及前述引線框架被保護膜所覆蓋，且前述保護膜讓前述發光元件的發光波長的光通過。
以下，針對本發明參照圖式詳細地進行說明，但本發明並不限於以下所述內容。
第1圖是表示意本發明的發光裝置的概略的一例之圖；第2圖是表示本發明的發光裝置的製造方法中的製造過程的概略的一例之圖。
如第1圖所示，本發明的發光裝置1，至少具備發光元件晶片10、引線框架11、引線12、以覆蓋外側的方式密封的樹脂體13、及透明的保護膜14，該透明的保護膜14覆蓋發光元件晶片10、引線框架11及引線12。
又，根據是否為燈泡形狀的封裝，引線12不一定是必要的。
此處，發光元件晶片10可以是GaAs、GaP、GaSb、InP、InAs、或在GaAs中摻雜有Si，或是GaAsP、GaAlAs、AlGaInP等的3~4元混晶類等，只要是可以發出紅外線或是可見光的光之LED都可以適用。
此發光元件晶片10和引線12及引線框架11，被相對於發光元件的發光波長為透明之保護膜14所保護，保護膜14的外側再利用樹脂密封。藉由像這樣利用保護膜14，除了保護發光元件晶片10以外也保護引線12及引線框架11，藉此能防止因氣體、水分、或液體藥劑所造成的發光元件的劣
化。
雖然此保護膜14若是全面性地形成的話可更確實地防止劣化，但並沒有必要形成於引線12和引線框架11的全體表面。較佳的是，形成於發光元件晶片10的全體表面、發光元件晶片10周圍(例如離晶片1mm以內的範圍)的引線12及引線框架11的上端面。作為保護膜14，可採用SiO2、SiNx或Al2O3。
此外，以覆蓋在這些元件的外側的方式來進行密封之樹脂體13的形狀，可以是任意形狀，但本發明可採用砲彈型，而可更確實地防止因氣體或水分、液體藥劑所造成的發光元件的劣化。
如上所述，本發明的發光裝置可以依據下述般的發光裝置的製造方法來製造。但是本發明當然並非限於這些內容。
以下，針對本發明的發光裝置的製造方法，參照第2圖詳細地進行說明。
如(2a)所示，將半導體發光二極體等發光元件晶片10裝設於引線框架11，並將引線12連接至電極。
繼而，如(2b)所示，將安裝有發光元件晶片10之引線框架11浸漬於可形成SiO2膜的溶劑中。此溶劑，例如可採用四乙氧基矽烷(TEOS)或聚矽氮烷。此外，代替浸漬於溶劑的做法，也可以藉由化學汽相沉積法(CVD法)或濺鍍法的氣相步驟來形成。
雖然SiO2膜沒有必要形成於引線12及引線框架11的全
體表面，氮藉由進行這種使利用浸漬之濕式步驟的話，可全面性且容易地形成保護膜。
繼而，如(2c)所示，藉由將多餘的液體除去後進行加熱而形成SiO2的保護膜14。之後，如(2d)所示，藉由利用樹脂密封而完成砲彈型的發光裝置。舉例而言此樹脂可採用環氧樹脂。
以上，於此已針對砲彈型的燈泡的情況進行說明，但針對覆晶型或表面黏著元件(SMD)型，亦適用於本發明。
以下，表示實施例及比較例來更具體地說明本發明，但本發明並不限於此。
藉由通常的安裝、接合(bonding)步驟，將發光元件晶片接合於引線框體。之後，以只有引線框架的腳的部分露出的方式，將引線框架浸漬於聚矽氮烷20%的溶液中，取出之後，使其旋轉來除去多餘的液體。在底面盛水之90℃的高溫條件下暴露引線框架，使聚矽氮烷硬化，而得到SiO2膜。在這個步驟中所形成的SiO2膜厚是700nm。
之後，以習知的方法將環氧樹脂形成為砲彈型。像這樣製造20個發光裝置。
繼而，將設有SiO2保護膜的20個發光裝置，通過模擬焊料回流(solder reflow)步驟之下述步驟。為了加速測試，將通常的助焊劑之處浸漬於氯化氫(HCl)之後，進行導電測試。所有的20個發光裝置都有發亮。分析的結果，得知
在設有SiO2保護膜的發光裝置中，於引線框架與SiO2保護膜之間、SiO2保護膜與樹脂之間都沒有產生縫隙。換句話說，得知可防止液體滲入本體。這被認為是因為SiO2保護膜的低熱傳導性，使得在通過加熱步驟時的引線框架的溫度上升會難以傳達到樹脂的緣故。
將SiO2保護膜只形成於發光元件晶片的周圍(離晶片1mm以內的範圍)的引線及引線框架的上端面，而不形成於引線框架的側面，除此之外，與實施例1同樣地浸漬於HCl之後，進行導電測試。測試的結果，所有的20個發光裝置都有發亮。由此可得知，藉由以發光元件晶片為中心，覆蓋發光元件晶片的周圍(離晶片1mm以內的範圍)的引線及引線框架的上端面，就很足以防止水分和液體藥劑滲入燈泡的內部。
除了沒有形成SiO2保護膜以外，與實施例1同樣地製造發光裝置，浸漬於HCl之後，進行導電測試。測試的結果，20個之中有5個變得無法發亮。
除了以SiO2膜只保護發光元件晶片，而不在引線和引線框架形成SiO2膜之外，與實施例1同樣地製造發光裝置，浸
漬於HCl之後，進行導電測試。測試的結果，20個之中有4個變得無法發亮。
由實施例1~2及比較例1~2的結果來看可以確認，藉由不只是發光元件晶片，甚至引線及引線框架也都以保護膜覆蓋的方式，能夠防止水分和液體藥劑滲入。故已顯示出若是本發明的發光裝置及發光裝置的製造方法，能防止因水分、氣體、或液體藥劑所造成的發光元件的劣化。
又，本發明並不限於上述實施方式。上述實施方式僅為例示，凡是具有與本發明的申請專利範圍中所記載之技術思想實質上相同的結構，而能達成同樣功效者，不管是何種結構，都包含於本發明的技術範圍之中。
1‧‧‧發光裝置
10‧‧‧發光元件晶片
11‧‧‧引線框架
12‧‧‧引線
13‧‧‧樹脂體
14‧‧‧保護膜
Claims (11)
- 一種發光裝置，其特徵在於：具有發光元件晶片、引線框架、連接位於該引線框架中的電極與前述發光元件晶片之引線、及密封這些構件之樹脂體，其中，前述發光元件晶片、前述引線及前述引線框架被保護膜所覆蓋，且前述保護膜讓前述發光元件的發光波長的光通過。
- 如請求項1所述之發光裝置，其中，前述保護膜是SiO2、SiNx、Al2O3、及TiO2的任一種。
- 如請求項1或2所述之發光裝置，其中，前述發光裝置是砲彈型。
- 一種發光裝置的製造方法，其特徵在於具有以下步驟：將發光元件晶片裝設於引線框架，並將引線連接至位於該引線框架中的電極之步驟；在前述發光元件晶片、前述引線及前述引線框架形成保護膜之步驟；及以覆蓋前述保護膜的方式，利用樹脂來密封外側之步驟。
- 如請求項4所述之發光裝置的製造方法，其中，前述保護膜是以SiO2、SiNx、Al2O3、及TiO2的任一種所形成。
- 如請求項4所述之發光裝置的製造方法，其中，前述保護膜是SiO2膜，且是藉由四乙氧基矽烷或聚矽氮烷以濕式步驟 所形成。
- 如請求項4所述之發光裝置的製造方法，其中，前述保護膜是SiO2膜，且是藉由化學汽相沉積法或濺鍍法的氣相步驟所形成。
- 一種發光裝置，其特徵在於：具有發光元件晶片、包含電極之安裝部、及密封這些構件之樹脂體，其中，前述發光元件晶片及前述包含電極之安裝部被保護膜所覆蓋，且前述保護膜讓前述發光元件的發光波長的光通過。
- 如請求項8所述之發光裝置，其中，前述保護膜是SiO2、SiNx、Al2O3、及TiO2的任一種。
- 一種發光裝置的製造方法，其特徵在於具有以下步驟：將發光元件晶片裝設於安裝部，並將前述發光元件晶片連接至位於前述安裝部中的電極之步驟；在前述發光元件晶片與包含電極之安裝部形成保護膜之步驟；及以覆蓋前述保護膜的方式，利用樹脂來密封外側之步驟。
- 如請求項10所述之發光裝置的製造方法，其中，前述保護膜是以SiO2、SiNx、Al2O3、及TiO2的任一種所形成。
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