[发明专利]电子部件封装及用于形成其空腔的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子部件封装及形成该电子部件封装的空腔的方法。更具体地，本发明涉及使从发光器件发射的光的发光效率最大化的电子部件封装以及通过简单过程在电子部件封装的陶瓷衬底中形成空腔的方法。

背景技术

发光二极管(以下称为LED)是能提供各种颜色的半导体器件。LED包含发光源，提供该发光源以改变化合物半导体材料如GaAs、AlGaAs、GaN、InGaN和AlGaInP。目前，封装型半导体器件被应用于电子部件。

通常，确定LED器件性能的标准是颜色、亮度和发光的强度范围。LED器件的性能由LED器件中使用的化合物半导体材料决定。而且，安装芯片的封装的结构显著地影响所述性能。

参考图1，对灯型LED和表面安装型LED的封装结构进行相互比较。在图1A中所示的灯型LED封装10包括两个引线框3a和3b。在引线框3b上形成杯状的金属电极。在引线框3b的上部安装LED器件5。灯型LED封装10具有其中使用由透明模塑树脂(molding resin)制成的半球型外壳7来进行封装的结构。

同时，在图1B中所示的表面安装型LED封装20具有由模塑环氧树脂形成的封装体11。封装体11包括具有预定倾斜角的空腔。该空腔形成为对应于在其上将安装LED器件15的发光器件安装区域的位置。LED器件15安装在封装体11的发光器件的安装区域上。LED器件15通过接线13连接于图案电极(未显示)。

在灯型LED封装10中，半球型外壳7作为透镜以控制亮度分布。特别地，控制窄的亮度分布以增加在预定角度的亮度和在金属电极上反射由发光源发射的光，由此增强亮度。

然而，在表面安装型LED封装20中，由于该封装而确保了宽的亮度分布，但亮度低。如上所述，封装结构显著地影响亮度和亮度分布。因此，在使用模塑树脂的表面安装型LED封装中，如果使用高输出LED器件以增强亮度，那么由于模塑树脂的导热性极低，增加了发热量，因此不利地影响封装。在安装高输出LED器件以增强亮度的情况下，使用比模塑树脂具有更高导热性的陶瓷衬底作为用于封装的衬底。

然而，在使用陶瓷衬底的LED封装中，难以保证与使用模塑树脂的表面安装型LED封装具有相同的亮度和亮度分布。即，注射成型工艺如树脂的模塑由于陶瓷衬底的材料性能而不能应用于陶瓷衬底。使用冲压工艺、层叠工艺或切割工艺形成陶瓷衬底。通常，由于使用冲压形成具有槽形的陶瓷衬底的发光器件安装区域，难以形成具有预定反射角的发光器件安装区域的侧面。将参考图2给出关于这点的描述。

图2是使用陶瓷衬底形成的已知LED封装的截面图。LED封装30形成有两个陶瓷衬底21和22，其中每个陶瓷衬底具有多个陶瓷片层叠的结构。布置在LED封装下部的陶瓷衬底21具有安装区域，在该区域的上侧上安装LED器件25。通过引线27连接至LED器件25的电极23通过LED封装的两侧从安装区域延伸至该封装的下侧。布置在LED封装上部的陶瓷衬底22具有预定的空腔以包围LED器件25的安装区域。

在这一点上，由于使用冲压工艺或切割工艺形成用于LED器件25安装区域的空腔，空腔截面垂直地形成，如图所示。由于上述特征，不同于使用模塑树脂形成的封装而垂直地形成空腔的截面图，因此存在不可能形成极好的反射膜的问题。

结果，在使用陶瓷衬底的LED封装中，只能通过控制LED器件的安装区域的面积和构成LED封装的壁的衬底高度来实施调节。因此，难以制造具有能够满足用户的各种需求的亮度和亮度角分布的LED封装。

然而，陶瓷衬底导热性和散热性极好。因此，可避免包括由于LED器件发热所导致的器件性能降低或树脂的热应力的问题。在现有技术中，迫切需要制造用于发光二极管的半导体封装，其中使用具有极好导热性和散热性的陶瓷衬底作为用于封装的衬底，并且避免由于在制造工艺中必需的垂直结构所导致的调节亮度和亮度角分布的困难。

因此，如图3所示，已经提出在陶瓷衬底中形成锥形空腔的LED封装。

图3的LED封装配置有芯片型LED器件32；其上将安装LED器件32的下陶瓷衬底35；布置在下陶瓷衬底35上的上陶瓷衬底40，并且其中在对应于其上将安装LED器件32的区域位置的区域中形成以预定倾斜角倾斜的空腔；在下陶瓷衬底30上形成的图案电极(阳极34和阴极36)；和在上陶瓷衬底40的空腔的侧面上提供的包围LED器件32的反射板(也称为反射膜)44。在反射板44的上部末端形成悬挂部件44a以悬挂在上陶瓷衬底40的上侧上。