[发明专利]发光二极管

说明书

本发明涉及一种使用具有宽的发光表面的倒装晶片式发光元件的发光二极管。

现参照图12和图13，来说明使用倒装晶片式半导体发光元件的一种通常的发光二极管5。图13示意性地表示包括一个倒装晶片式半导体发光元件100(以后称为“倒装晶片100”)的通常的发光二极管5的外形和结构的垂直截面。图12示出了发光元件570，它由作为基片的一个子座(sub-mount)520和安装在该子座上的倒装晶片100构成。

引线框架50由用于将电压加在该发光元件570上的一根金属接线柱51和一根金属杆53组成。该金属杆53具有一个反光部分55，和安放该发光元件570的平面部分54。一个树脂罩40将该发光元件570封闭起来。利用银膏或任何其他适当的材料，将该发光元件570的底部表面527焊接在该金属杆53上，从而使该底部表面与金属杆电气上连接起来。在上述子座520的一个暴露部分528上，形成一个电极521。该电极521，利用金丝57，通过金丝焊接，与该金属接线柱51连接。

由该倒装晶片100发出的光，从放置在第一个主要表面上的一个正电极反射出来，通过放置在第二个主要表面上的一个蓝宝石衬底，再发射至外面去。因此，该反射晶片100是表面向下地安装在该子座520上，使得该第一个主要表面也表面朝下。

其次，说明作为基片的子座520。图12A为安装倒装晶片100之前的该子座520的平面图；图12B为安装该倒装晶片100之后的该子座520的平面图；而图12C为安装该倒装晶片100之后的该子座520的横截面图。

该子座520可由例如一块导电的半导体基片制成。该子座520的上表面，除了部分523以外，覆盖着一层由SiO₂制成的绝缘薄膜524，在该部分523，钎焊一块微小的金凸块533，以便与上述倒装晶片100的正电极连接。再利用铝气相沉积法，在上述绝缘薄膜524上，形成一个负电极521。在该负电极521上，形成一个该负电极521与上述金属接线柱51，用金属丝焊接方法连接的焊接区；和一个在该负电极521上钎焊一块微小的金凸块531，以便与该倒装晶片100的负电极连接的区域。

通常，为了进行金丝焊接，必需形成一个直径至少为100微米(μm)的圆形的焊接区；或者每一个侧边长度至少为100微米的一个方形的焊接区。为了在上述子座520的暴露部分528上，形成这样的一个焊接区，以便形成电极521(如图12B所示)，上述形状的方形的倒装晶片100，必需放置在该子座520上，偏向一个侧边的一个位置上。即：由于该暴露部分528必需具有一个预先确定的区域，或更大的区域，因此，当将该倒装晶片100放置在该子座520上时，不可能使该倒装晶片100的中心P2，与该子座520的中心P501重合；并且，也不可能使该倒装晶片100的中心轴线(在图12B中，用点划线B-B表示)，与该子座520的中心轴线(在图12A和图12B中，用点划线A-A表示)重合。另外，当将发光元件570放置在面积基本上与该发光元件570的面积相同的上述金属杆53的平面部分54上时，该子座520的中心线A-A，不可避免地与抛物面形状的上述金属杆53的反光部分55的中心轴线(在图13中，用点划线D-D表示)重合。

如上所述，该子座520必需有一个暴露部分528，以便形成作为用于在上述倒装晶片100和金属接线柱51之间进行金丝焊接的焊接区的电极521。因此，该子座520的形状为矩形。另外，该倒装晶片100是偏置式地放置在该子座520上的，该倒装晶片100的中心轴线，与上述引线框架50中的金属杆53的反光部分55的中心轴线偏离。这样，通常的发光二极管5的缺点是，其光强度随着观看的位置而变化，即：根据是从右边或左边，从上边或下边看该二极管5的不同，该二极管的光强度也不同。另外，由于上述引线框架50中的金属杆53的平面部分54的面积小，因此，不可避免地该子座520的面积也小。因此，如果使用的设计是，该倒装晶片100放置在子座520上，使倒装晶片100的中心轴线与该矩形的子座520的中心轴线重合，并且能保证有用于连接电极的上述暴露部分，则该倒装晶片100的尺寸要减小；这样，可能得不到所要求的亮度。

考虑到上述的问题，本发明的一个目的是要提供一种不论观看的位置如何光强度都是恒定不变的发光二极管。

本发明的另一个目的，是要提供一种倒装晶片的面积为最大的发光二极管，以便当在该子座上保证有用于进行电气连接的一个电极区时，也可保证高的亮度。

本发明还有一个目的，是要提供一种总的尺寸小，寿命长和可用简单的方法制造的发光二极管。