专利名称：发光二极管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包括半导体发光元件和覆盖半导体发光元件的透光性树脂封装的发光二极管。
背景技术：
近年来，带相机的手机逐渐成为国内手机的主流。因此，就要求有即使在较暗的地方也能照相的小、薄且亮度高的闪光光源。作为能够满足这一要求的光源，最佳的就是发光二极管(LED)。但在通常的状态下使用发光二极管，常有亮度不足的问题。为解决该亮度不足的问题，正在进行这样的尝试，即让覆盖半导体发光元件的树脂封装具备透镜的功能。
用树脂封装作透镜的几个例子的结构如下所述。日本公开特许公报特开平1-273367号公报(第1-4页，图3)(称为文献1)中所公开的构造是这样的用树脂封装将放在引线构件上的半导体发光元件覆盖好，对该树脂封装的凸面状表面进行电镀处理而形成凹面镜，让光在该凹面镜的表面反射，在背面一侧将光取出并聚光。
日本公开特许公报特开平8-306959(第2-3页，图2)(称为文献2)中所公开的构造是这样的，用树脂封装覆盖放在引线构件上的半导体发光元件，在该树脂封装的光取出面上形成凹部、形成在该凹部内侧的凸透镜部分，通过凸透镜部分将射出到半导体发光元件的正面方向的光取出并聚光。
日本意匠登录第737044号的类似第1号公报(称为文献3)的构造是这样的，在树脂封装的光取出面上，设置了凹部和形成在凹部内侧的2个凸透镜部分。
日本公开实用新型公报实开昭52-7580号公报(第1-8页，图6)(称为文献4)中所公开的构造是这样的，在基板的表面具有发光二极管和由合成树脂制成的透明部分，通过透明部分使发光二极管发出的光全反射。
日本意匠登录第1051396号公报(A-A线剖面图)(称为文献5)的构造是这样的，即用树脂封装覆盖放在引线构件上的半导体发光元件，使引线构件朝着背面一侧突出，让树脂封装形成为圆筒状来支承引线构件，让树脂封装的前部朝着表面一侧直径逐渐扩大。这样就能将从半导体发光元件射向侧向的光在树脂封装的前部的周面全反射到表面一侧。
但是，在现有的发光二极管中，不能高效率地使来自半导体发光元件的光从光取出面发出，而存在无法提高亮度这样的不足之处。具体来说，在文献2中所公开的发光二极管中，因为从半导体发光元件射出到侧向的光原样地从树脂封装的侧面发散到外部，故耗损较多。在文献3所公开的发光二极管中，使用了2个半导体发光元件，能通过2个凸透镜部分将从半导体发光元件射出到表面一侧的光聚集起来，但是射出到侧向的光却从树脂封装的侧面上发射到外侧，耗损还是变大。
在现有的发光二极管中，还存在发光不均匀的不良现象。具体来说，在文献1中所公开的发光二极管中，因为在凹面镜反射的光碰到半导体发光元件和支承它的引线构件而被遮断，所以照射范围的中央部分变暗，发光就不均匀。而在文献2所公开的发光二极管中，因使用凸透镜，故照射范围的中央部分变得过亮，还是发光不均匀。
在现有的发光二极管中，还存在树脂封装容易从引线框架等支承构件上剥离下来这样的不足之处。具体来说，在文献1中所公开的构造下，若借助电镀或金属蒸镀形成金属反射面，树脂封装与金属膜的接合将因表表面安装时的回流加热(reflow heating)或热冲击试验(thermal-shocktest)等剥离下来。在文献4所公开的发光二极管中，基板上的透明部分的前部比基部大，基部容易从基板上剥离下来。
在现有的发光二极管中，还存在无法高密度安装或微细化这样的不足。具体来说，文献5所公开的构造，不适合用在进行表表面安装的装置上，无法高密度安装。而且，因为宽度宽的部分在放着半导体发光元件的引线框架的基部朝着背面一侧延伸，所以树脂封装的基部在光轴方向上长度变长，整个发光二极管的厚度也变厚。结果是，无法将它应用到要求薄型化的机器中。在文献1所公开的构造中，因若直径变小，遮断面在发光面积中所占有的比例就相对地变大，故无法适应小型化的要求。
在现有的发光二极管中，因引线构件的布置问题，发光二极管在电路基板等上的放置方向就会受到限制，这也是一个问题。具体来说，在文献1所公开的发光二极管中，因从一个侧向统一引出引线构件，所以在将它安装到电路基板上时不能将引线构件连接在不同的方向。在文献2所公开的发光二极管中，因将3个端子非对称地布置在两侧，所以在将它安装到电路基板时的朝向仅有1个方向，例如若逆向放置，将无法连接引线构件。若对称地布置偶数个端子，虽然可使安装时引线构件的朝向成为与规定的朝向相反，但是因为半导体发光元件有极性，在施加逆向电压时，半导体发光元件或不发光或烧坏。因此，在发光二极管出厂或安装时，必须进行极性检查。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种亮度高且能均匀发光的发光二极管。还在于使构成构件难以从引线框架等支承构件上剥离下来；能够实现高密度安装或微细化；不管将元件安装在哪一个方向，都能在相同的条件下发光。
本发明的第一发光二极管，其包括放在引线框架的表面上的至少一个半导体发光元件、和覆盖所述半导体发光元件的透光性树脂封装。所述树脂封装，包括覆盖所述引线框架的基部的底座部分；相对所述底座部分设置在所述半导体发光元件的主要光取出面一侧，拥有能够使从所述半导体发光元件射出的光全反射到表面一侧的第1曲面作侧面的直径扩大部分；以及位于所述直径扩大部分与所述底座部分之间，其水平剖面比所述台座部分的水平剖面的最大值小的直径缩小部分。
这样一来，通过直径扩大部分能够使从半导体发光元件射出到侧向并到达曲面的光反射到表面一侧，亦即半导体发光元件的主要光取出方向，而可将射出到侧向的光无损耗地聚集起来，使亮度提高；设置直径缩小部分以后，可防止直径扩大部分的曲面的面积变小；因为通过底座部分而使树脂封装的下面的面积增大，所以能够使树脂封装的支承部分形成的较大而提高稳定性。
最好是，在所述树脂封装的表面部分，形成有将从所述半导体发光元件射出的光聚集到表面一侧的凸透镜部分；在所述凸透镜部分中与所述凸透镜部分的光轴交差的部分，形成有将从所述半导体发光元件射出的光扩散到侧向的扩散部分。在这种情况下，利用凸透镜部分，能够使过去射向照射范围外侧的光进入照射范围内而提高亮度；利用扩散部分分，能够防止仅有照射范围中的中央部分的亮度变高，从而使规定范围内的整体亮度均匀一致。这里所说的照射范围，指的是摄像区域等需要光照射的范围。
需提一下，所谓的扩散部分分，为使从一点射出的光在保证光路不重叠的情况下折射而使配光范围扩大的部分。它和由于混入了填充物等而使光散射的部分不同。
使所述扩散部分分形成为平面时，能够使从半导体发光元件射出的光在扩散部分分折射而使配光范围扩大；形状简单了，而能够使产品合格率提高。
最好是，所述凸透镜部分中包围所述扩散部分的侧向的部分为凸透镜侧面部分；在包围所述凸透镜部分的侧向的部分，形成有以所述凸透镜侧面部分作侧壁的一部分的凹部。在这种情况下，因为用凸透镜部分无法聚在规定范围内的光逃到凹部的外侧，不照射规定范围以外的部分，所以光的照射能够更加均匀。
在所述直径扩大部分中的所述第1曲面，具有包括以所述半导体发光元件的光轴为中心的圆弧的平剖面的情况下，使从半导体发光元件射出到侧向然后入射到第1曲面的光，沿着包含半导体发光元件的光轴的面反射到表面一侧，便可将光无耗损地聚集起来而提高亮度。
最好是，设置多个所述半导体发光元件；所述直径扩大部分中的所述第1曲面，具有将以所述半导体发光元件的光轴为中心的圆弧连接起来的平剖面。在这种情况下，因为能够使从半导体发光元件入射到直径扩大部分中具有圆弧的平剖面的部分的光，沿着包括发出该光的半导体发光元件的平面射出，所以能够提高亮度，让反射光均匀地扩散开。
在所述直径扩大部分中的所述第1曲面包括旋转抛物面的情况下，从旋转抛物面的中心轴上朝着侧向射出的光以一定的入射角入射到旋转抛物面并全反射到表面一侧。
这里，若让引线框架朝着侧向突出，就能使适于表表面安装的器件薄型化。
最好是，所述引线框架的一部分从所述树脂封装突出；所述底座部分，在所述引线框架突出的方向比所述直径缩小部分突出；在与所述引线框架突出的方向正交的方向上，所述底座部分的背面一侧的端部的宽度与所述直径缩小部分的表面一侧的端部的宽度相等。在这一情况下，使引线框架从侧向脱离的强度提高，防止了形成在引线框架的突出方向以外的方向上的直径扩大部分的面积变小，而使亮度提高。
在所述半导体发光元件经由辅助安装元件放在所述引线框架上的情况下，因为可相对引线框架将半导体发光元件布置得更靠近表面一侧，所以可增加从半导体发光元件射出，由于直径缩小部分的作用朝向表面一侧的光的量，从而可使亮度提高。
在将萤光体印刷到所述半导体发光元件上时，使萤光体的厚度薄一些，可防止光源的肥大化；将碰到直径扩大部分而反射的光的角度限制在一定范围内，让几乎全部的光全反射而使亮度提高。
因为若设置了多个所述半导体发光元件，将所述半导体发光元件排列着布置在与所述引线框架突出的方向垂直的方向上，引线框架就突出到直径扩大部分的外侧，所以能够使发光二极管的稳定性提高。
在所述引线框架被弯曲成海鸥翼状的情况下，能够使从半导体发光元件射出到侧向并碰到曲面的光反射到表面一侧，亦即半导体发光元件的主要取光方向，将射出到侧向的光无耗损地聚集起来，而使亮度提高。
最好是，使所述凸透镜部分的光轴与所述半导体发光元件的光轴重合。
在所述凸透镜部分被设置为不从所述树脂封装的表面朝着表面一侧突出的状态的情况下，在自动安装时，吸附工具不再接触凸透镜部分，而可防止凸透镜部分损伤，或者吸附时发光二极管倾斜等现象出现。
可以设置多个所述半导体发光元件；可以对每个所述半导体发元件设置所述凸透镜部分。在这一情况下，通过给各半导体发光元件布置凸透镜部分，让各半导体发光元件的配光方向大致一样，便可防止配光的峰值的方向变化，从而谋求光二极管的进一步高亮度化。
通过设置至少3个分别发红光、绿光、蓝光的元件作所述半导体发光元件，来调整各个半导体发光元件的输出，发出白色发光或全色光，从而发出接近于自然光的白色光。
可以是这样的，即设置多个发出同一种颜色的光的所述半导体发光元件；所述半导体发光元件有p型电极和n型电极；所述引线框架，包括连接在所述p型电极上，俯视的话具有从所述树脂封装突出的端子对的第1框架，以及连接在所述n型电极上，俯视的话具有从所述树脂封装突出的端子对的第2框架；所述第1框架的所述端子对相对所述树脂封装的中心点对称地布置着；所述第2框架的所述端子对相对所述树脂封装的中心点对称地布置着。在这种情况下，即使将发光二极管调180度安装并施加电压时，也能够让电流在和没调180度安装时一样的方向流动，使各半导体发光元件发光，即使让安装时的引线框架的方向反向，引线框架也不会破损。
在所述第1框架中的所述端子对形成为一体，所述第2框架的所述端子对夹着所述第1框架而分开设置着的情况下，引线框架的强度将变大，而能够使防止引线框架剥离的强度增大。
所述第1框架的所述端子对的各端子的前部，布置成与所述第2框架的所述端子对中的各个端子的前部平行的样子；所述半导体发光元件，排列着布置在与所述第1框架的所述端子对的前部及所述第2框架的所述端子对的前部正交的方向。这样一来，能够形成表面安装型发光二极管。另外，因为能够根据半导体发光元件的间隔来调整端子对的间隔，所以能使器件薄型化、小型化。
最好是，所述第1框架具有将所述半导体发光元件的背面固定起来的元件固定部分，所述第1框架的所述端子对中的各端子，在与所述元件固定部分的长边方向正交的方向上从所述元件固定部分的两端朝着相反的方向突出；所述第2框架的所述端子对中的各端子，其基部靠近所述元件固定部分，其前部平行于所述第1框架的所述端子对而设。在这种情况下，可使端子对难以从树脂封装剥离，从而能防止断线，而提高装置的可靠性。
所述第2框架的所述端子对的各端子的所述基部，在所述树脂封装的内部，形成为朝着接近相邻的所述第1框架的所述端子对中的各端子的方向弯曲的样子。在这种情况下，可使端子对难以从树脂封装剥离，从而提高装置的可靠性。
本发明第二发光二极管，其包括放在印刷布线基板的表面上的至少一个半导体发光元件、和覆盖所述半导体发光元件的表面一侧的透光性树脂封装。所述树脂封装，具有以能够使从所述半导体发光元件射出到侧向的光全反射到表面一侧的第1曲面作侧面的直径扩大部分；所述半导体发光元件放在形成在所述印刷布线基板上的凹部内。
这样一来，可使从半导体发光元件射出到背面一侧的光全反射到表面一侧，而防止光漏到背面一侧。若放到形成在所述印刷布线基板上的凹部，可让射出到半导体发光元件的背面一侧和斜后方的光全反射，从而使光轴方向表面的亮度提高。
所述印刷布线基板的所述凹部的侧面朝着表面一侧扩大，所述树脂封装中与所述凹部的侧面的接触的部分成为第2曲面。在这一情况下，借助形成在基板上的凹部，使树脂封装与基板的接触面的形状比平面复杂，而增加接触面积，提高抗剥离强度，从而牢固地固定树脂封装。此外，使从半导体发光元件射到侧向的光在第1曲面和第2曲面反射，无损耗地聚集射出到侧向的光，从而使亮度提高。
所述第1曲面的背面一侧的端部与所述第2曲面的表面一侧的端部相连接。这样一来，可减小射出到树脂封装的表面一侧的光中，在第1曲面反射的光和在第2曲面反射的光的边界，从而使减小亮度的下降。
在所述印刷布线基板的表面上的一部分设置由金属制成的电极；在所述树脂封装的所述第2曲面与所述印刷布线基板之间，存在着由与所述电极相同的金属制成的膜。这样一来，可使电极与反射面兼用，而提高光的反射率与制造效率。
附图的简单说明
图1(A)为表示本发明的第一个实施例中的发光二极管的俯视图；图1(B)为该发光二极管的正视图；图1(C)为该发光二极管的侧面图；图1(D)为该发光二极管的仰视图。
图2(A)、图2(B)为表示从半导体发光元件射出的光的光路的说明图。
图3(A)为第二个实施例中的发光二极管的俯视图；图3(B)为该发光二极管的侧面图；图3(C)为该发光二极管的正视图；图3(D)为该发光二极管的仰视图。
图4(A)为表示该实施例中的发光二极管的配光特性的图；图4(B)为表示现有的发光二极管的配光特性的图。
图5(A)为第四个实施例中的发光二极管的俯视图；图5(B)为该发光二极管的A-A线的剖面图。
图6(A)为第四个实施例的变形例中的发光二极管的俯视图；图6(B)为该发光二极管的B-B线的剖面图。
图7(A)为本发明的第五个实施例中的发光二极管的俯视图；图7(B)为该发光二极管的侧面图；图7(C)为该发光二极管的正视图；图7(D)为该发光二极管的仰视图。
图8为表示发光二极管61的构成的电路图。
图9为表示由半导体发光元件所射出的光的光路的说明图。
图10为表示本发明的第五个实施例中的发光二极管的配光特性的图、(B)为表示比较例的发光二极管的配光特性的图。
图11(A)为本发明的第六个实施例中的发光二极管的俯视图；图11(B)为该发光二极管的剖面图。
图12(A)为本发明的第七个实施例中，发光二极管的形成树脂封装前的俯视图；图12(B)为该发光二极管的形成树脂封装前的侧剖面图。
具体实施例方式
(第一个实施例)图1(A)为表示本发明的第一个实施例中的发光二极管的俯视图；图1(B)为该发光二极管的正视图；图1(C)为该发光二极管的侧面图；图1(D)为该发光二极管的仰视图。
如图1所示，发光二极管1，包括安装在引线框架2、3上的半导体发光元件4和覆盖半导体发光元件4的透光性树脂封装5。
引线框架2、3，分别是通过将对Cu合金等进行Ni/Ag电镀处理等后而得到的板状部件弯曲为海鸥翼状(gull-Wing)而形成的。详细地讲，所形成的引线框架2、3是这样的，从安装了半导体发光元件4的基部朝着树脂封装5的两侧突出并朝背面一侧弯曲，让其前部朝外侧弯曲，分别朝着两外侧延伸。
长方体的半导体发光元件4倒装在辅助安装元件18上，辅助安装元件18中下面的电极通过芯片焊接(die bonding)连接在一个引线框架2上，上面的电极通过连线焊接(wire bonding)连接在另一个引线框架3上。
在该实施例中，以表一侧或表面一侧来表示引线框架2的面中连接半导体发光元件4的面的那一侧或者半导体发光元件4的主要光取出面那一侧，用背一侧或背面一侧来表示与其相反的一侧。
树脂封装5由例如透明环氧树脂等树脂制成，其外形为以表面为基准朝着背面突出的近似倒立炮弹的形状。由表一侧的凸透镜部分15a与背一侧的底座部分15b所构成(如图1(C)所示)。底座部分15b在半导体发光元件4的背一侧形成为圆筒状，覆盖引线框架2、3的相对的那一侧的端部并将其固化。底座部分15b在半导体发光元件4的背面上形成为圆柱状，朝着该圆柱的侧向中引线框架2、3突出的方向突出。亦即，底座部分15b包括支承半导体发光元件4的圆柱部分；和位于该圆柱的侧向，加强引线框架2、3的一端部的长方体部分。
该底座部分15b的下面和引线框架2、3的外侧端部的下面大致形成在同一个平面上。所谓的大致在同一个平面上，是指除了同一个平面的情况以外，还包括引线框架2、3的下面比底座部分15b的下面稍高的情况。在发光二极管1的底座部分15b的下面接触电路基板的状态，引线框架2、3能接触涂布在电路基板上的焊料的情况下，可以说是底座部分15b的下面与引线框架2、3的外侧端部的下面大致设置在同一个平面上。
透镜部分15a的背面为曲面6，即旋转抛物面。该曲面6的旋转抛物面的中心线垂直于引线框架2的表面而设。旋转抛物面的焦点形成在半导体发光元件4的光轴上。如图1(C)所示，在引线框架2、3突出的X方向中，在透镜部分15a中与底座部分15b的边界部分设置直径缩小部分17。这里所说的直径缩小部分，指的是透镜部分15a的水平剖面比底座部分15b的水平剖面小的部分。底座部分15b中，因位置不同水平剖面的形状不同时，以底座部分15b中水平剖面成为最大的部分作为比较对象。透镜部分15a中位于比直径缩小部分17还靠近表一侧的部分，成为具有曲面6的直径扩大部分16。在该实施例中，如图1(C)所示，在X方向上，直径缩小部分17比底座部分15b形成得还凹；如图1(B)所示，在与X方向垂直的Y方向上，直径缩小部分17比底座部分15b凹，且下端与底座部分15b的上端连接。如图1(B)、图1(C)所示，直径扩大部分16的Y方向上两侧的端部比X方向上两侧的端部靠近内侧，且布置在下侧(背侧)。
树脂封装5中，在透镜部分15a表面的外周部分，形成有具有与半导体发光元件4的光轴方向垂直的面的环状平面部分9。在透镜部分15a的表面中环状平面部分9的内侧设置凹部7。在凹部7的内侧设置凸透镜部分8，它的光轴和半导体发光元件4的光轴重合，且将由半导体发光元件4所射出的光聚集到表一侧的规定范围内。
凸透镜部分8的前端部，为将由半导体发光元件4所射出的光扩散到侧向的扩散部分的一部分，成为与凸透镜部分8的光轴垂直的圆状平面部分11。该圆状平面部分11与环状平面部分9处于同一个平面上。
正视圆状平面部分11时，其形成为包含矩形的半导体发光元件4的全周那么大。凹部7具有连接凸透镜部分8的外周缘与环状平面部分9的内周缘的凹状曲面部分10。
半导体发光元件4，布置在使由半导体发光元件4的光入射到树脂封装5的曲面6的入射角为40°以上的位置。这里，将半导体发光元件4布置在所述位置的理由如下。因为来自半导体发光元件4的光必须在树脂封装5的表面聚光，故最好是该光不从树脂封装5的曲面6放射到外部，而是在曲面6全反射。此时，光在树脂封装5全反射所需的入射角随树脂封装5的材质所具有的折射率的值而异。
在该实施例中，使用折射率在1.55以下的透明环氧树脂作树脂封装。在这一情况下，光在树脂封装5全反射所需要的入射角将成为40°以上。因为改变树脂封装5的材质时，需要根据该树脂的折射率调整全反射角，所以改变半导体发光元件的位置即可。
图2(A)、图2(B)为表示由半导体发光元件所射出的光的光路的说明图。凹状曲面部分10被设定为不阻碍从凸透镜部分8所射出的光的形状。亦即，设计时保证从凸透镜部分8所射出的光不入射到凹状曲面部分10。
下面，说明发光二极管1的制造方法。
因为将半导体发光元件4放到引线框架2、3上的顺序，和现有的发光二极管的制造顺序一样，所以省略说明。
在制造树脂封装5时，使用转移成型封装(transfer molding)用铸模。在这一情况下，使用可在引线框架2、3的表一侧及背一侧移动的成对的铸模、和为让曲面6成形而在两侧向滑动的铸模。通过使用滑动铸模，也能制造出曲面6朝着背面一侧突出的形状。
其次，再次参考图2(A)、图2(B)，说明发光二极管1的使用状态。
使用发光二极管1作为相机的闪光灯时，例如图2(B)所示，必须均匀地照射在离发光二极管1的距离L1＝0.5～0.6m的位置上，直径D1＝0.5m左右的圆形的照射范围A1。
从半导体发光元件4射出而入射到圆状平面部分11的光，射出到树脂封装5的外侧。这里，因为对圆状平面部分11的折射角比对圆状平面部分11的入射角大，故射出到圆状平面部分11的外侧的光，朝着半径方向的外侧扩散，照射整个照射范围A1。可形成球面状凹部作为扩散部分以取代圆状平面部分11。形成球面状凹部时，折射角将变大，可使光在侧向上的扩散范围更大。
从半导体发光元件4射出、入射到凸透镜部分8中圆状平面部分11的周面的光，在半径方向的内侧折射，射出到除照射范围A1的中央部分以外的周边范围A2。凹状曲面部分10形成为使从凸透镜部分8射出到外侧的光不入射到凹状曲面部分10这样的形状。
从半导体发光元件4射出而到达曲面6的光，全反射后入射到环状平面部分9。之后，在环状平面部分9折射到半径方向的外侧，射出到树脂封装5的外侧。曲面6的反射光的照射范围A3，成为与整个照射范围A1的大致相同的范围。
从半导体发光元件4的发光层射出到背一侧的光，在引线框架2的表面反射并射出到表一侧。虽然从半导体发光元件4的发光层朝着背一侧的斜向射出的光的一部分入射到树脂封装5中支承引线框架2、3的部分，但由于半导体发光元件射出到斜后方的光量本来就很少，所以对整个光量的影响较少。
下面，说明在该实施例收到的效果。
在该实施例中，通过使树脂封装5具备直径缩小部分17，便可不减小曲面6的面积，故可无耗损地聚集射出到侧向的光。因为借助底座部分15b增大了树脂封装5下面的面积，故树脂封装5的支承部分可形成得较大，从而使稳定性提高。需提一下，底座部分15b在引线框架2、3突出的方向比直径缩小部分17突出，在与引线框架2、3突出的方向垂直的方向，底座部分15b的背一侧的端部的宽度和直径缩小部分17的表一侧的端部的宽度相等。于是，引线框架2、3难以从侧向脱离，可防止形成在引线框架2、3的突出方向以外的直径扩大部分16的面积减小，从而使亮度提高。
借助凸透镜分8，可将到目前为止朝向照射范围外侧的光聚到照射范围内，同时借助圆状平面部分11，可防止仅有照射范围中的中央部分的亮度提高，而使规定范围内的整体亮度均匀。因为圆状平面部分11的表面为平面状，所以能够让从半导体发光元件射出的光在扩散部分分折射，而扩大配光范围。还可使形状简单化以提高产品合格率。在将凸透镜部分8设置成为不从树脂封装5的表面朝着表一侧突出的状态的情况下，自动安装时，吸附工具将不接触凸透镜部分8，可防止凸透镜部分8上出现伤痕，或者吸附时发光二极管1倾斜。
借助设置凹部7，使无法靠凸透镜部分8聚集在规定范围内的光逃到凹部7的外侧，不照射规定范围以外的部分。通过在树脂封装5的侧面形成曲面6，可让无法靠凸透镜部分8聚集在规定范围内的光全反射，而聚集在规定范围内。这里，因为曲面6具有包含以半导体发光元件4的光轴为中心的圆弧的水平剖面，所以能够让从半导体发光元件4入射到曲面6的光，沿着包含半导体发光元件4的光轴的面反射到表一侧，无耗损地将光聚集起来。通过使曲面为旋转抛物面，可聚集更多的光。
在将引线框架2、3弯曲为海鸥翼状，使引线框架2、3的两端部从树脂封装5的两端部突出着的情况下，能够让从半导体发光元件4射出到侧向并碰到曲面的光，反射到表面一侧亦即半导体发光元件4的主要取光方向，而将射出到侧向的光无耗损地聚集起来以提高亮度。
通过放置辅助安装元件18，还能收到以下效果。因为树脂封装5的底座部分15b需要支承引线框架2、3，故不能使其厚度比所需要的厚度薄。因此，底座部分15b覆盖到树脂封装5的规定高度为止。若此时在引线框架2上直接安装半导体发光元件4，从半导体发光元件4射到侧向的光的一部分将入射到底座部分15b。然而，在该实施例中，因通过将半导体发光元件4安装到辅助安装元件18上，便能够让发光部分的位置移动到表一侧，故可减少入射到底座部分15b的光，从而增加入射到树脂封装5的曲面6的光量。
虽然让底座部分15b在引线框架2、3的突出方向亦即在侧向上突出来，但因为在底座部分15b与直径扩大部分16之间形成有直径缩小部分17，故不需根据底座部分15b的形状而减小直径扩大部分16。因此，不减小直径扩大部分16的曲面6的面积，即能以高强度支承引线框架2、3，使入射到曲面6的光量增多。
需提一下，在该实施例中，可将萤光体印刷在半导体发光元件4的表面上。萤光体受从半导体发光元件4射出的光激发，而发出和半导体发光元件4所发出的颜色不同的颜色的光。例如在半导体发光元件4发出蓝色光的情况下，通过涂布黄色的萤光体就能取出白色光。因能够使印刷的厚度薄且均匀，所以即使设置萤光体，半导体发光元件4的外形也几乎不变大。因此，这种情况下，也能够以半导体发光元件4作点光源，光路设计也将很简单。
(第二个实施例)图3(A)为第二个实施例中的发光二极管的俯视图；图3(B)为该发光二极管的正视图；图3(C)为该发光二极管的侧面图；图3(D)为该发光二极管的仰视图。
第二个实施例中的发光二极管22，是针对第一个实施例中的发光二极管1，让半导体发光元件为2个，引线框架为4个以后而得到的。
引线框架23、24、25、26分别形成为海鸥翼状，让各自的一端部接近而布置为十字状，2个半导体发光元件27、28分别与对向的引线框架23、24芯片焊接。半导体发光元件27借助连线焊接连接到线框架24，半导体发光元件28借助连线焊接连接到引线框架26上。如图3(A)所示，布置半导体发光元件27、28时，让二者的中心有一定的距离。
从俯视图来看，树脂封装35形成为椭圆状或长椭圆状。树脂封装35的背一侧的曲面36，除图3(A)所示的半导体发光元件27、28的中心线间的范围a之外，形成为将分别以半导体发光元件27、28的光轴为中心的旋转抛物面分割为2的形状，范围a之间形成为纵向剖面成为矩形的形状。
凸透镜部分29、30的光轴，分别根据半导体发光元件27、28的光轴而形成。因半导体发光元件27、28布置得很近，所以凸透镜部分29、30使重合的周面的一部分一体化。形成在凸透镜部分29、30的周围的凹部31、32及凹状曲面部分33、34也分别重合，分别形成为将2个圆弧连接起来的环状。
位于凸透镜部分29、30内的圆状平面部分38、39，形成为相互远离的样子。
由半导体发光元件27、28的发光层射出到侧向的光，在曲面36反射并射出到表一侧。从半导体发光元件27、28的发光层朝着凸透镜部分29、30中的周面射出的光，在凸透镜部分29、30的表面折射到半径方向的内侧并聚光。从半导体发光元件27、28的发光层朝向圆状平面部分38、39射出的光折射，而扩散到圆状平面部分38、39的半径方向的外侧，射出到圆状平面部分38、39的外侧。
若让电流在发光二极管22的引线框架23、24流动，半导体发光元件27将发光；若让电流在引线框架25、26流动，半导体发光元件28将发光。还可使半导体发光元件27、28同时发光。可使用发出两种不同颜色的光的元件作半导体发光元件27、28。在这种情况下，可产生单色或者2种颜色的混合色。
接着，参考附图，说明该实施例的发光二极管的配光特性。图4(A)为表示该实施例的发光二极管的配光特性的图；图4(B)为表示现有的发光二极管的配光特性的图。
现有的发光二极管，是使用将树脂封装的凸透镜部分的上部分形成为球面状的二极管。进行了在相同的电性条件下让这两个发光二极管发光的模拟。
在图4(A)和图4(B)中，离原点的距离表示发光强度，相对Y轴(光轴)的角度表示配光角度。这里，在以实线表示的配光特性中，相对Y轴(光轴)的角度表示从光轴向α轴方向(显示在图3(A)中)倾斜的倾斜角度，在用虚线表示的配光特性中，相对Y轴(光轴)的角度表示从光轴向β轴方向倾斜的倾斜角度。
在照射离发光二极管的光轴方向60cm、一边为50cm的正方形区域时，需要62°以上的配光角度(自Y轴倾斜31°)。对应于此，比较发光二极管的轴上发光强度，同时还比较了在配光角度为62°的方向上的发光强度。
若在轴上进行比较，现有例的元件的发光强度为1.6，该实施例的元件的发光强度为1.32，由此得知在该实施例的元件中，发光区域的中央部分的亮度下降。另一方面，在配光角度为62°的方向上，现有例中的元件的发光强度为0.71，该实施例的元件的发光强度为0.82。结果是，现有例中的发光强度比为44％，而该实施例的发光强度比为62％。由此可知在该实施例中，配光范围扩大了，同时能够均匀地照射规定范围。
(第三个实施例)在第三个实施例中，要说明在引线框架上安装3个半导体发光元件而构成的发光二极管，图示省略了。在该实施例的发光二极管中，使用发出红、绿、及蓝色光的元件作各半导体发光元件。各半导体发光元件可产生红、绿、蓝中的每一种颜色，两种颜色的混合色或者三种颜色的混合色。调整三种颜色的亮度，还可产生白色光。
在该实施例中，在各自的凸透镜部分形成圆形平面部分让光扩散，既可使亮度均匀，又可将各种颜色混合得非常匀称。
因为在对蓝色光中使用了黄色萤光体的白色光中，红色成分很少，所以若用于照相用的闪光灯，有时会成为与自然光不同的白色光，但若是三种颜色的混合色，就能得到接近自然光的白色光。
需提一下，通过安装3个以上的白色的半导体发光元件(在蓝色LED上覆盖萤光体等)，可形成高功率的发光二极管，可射出能够满足数码相机用闪光灯所要求的亮度的光。
(第四个实施例)图5(A)为第四个实施例中的发光二极管的俯视图；图4(B)为该发光二极管的沿A-A线剖开的剖面图。
第四个实施例中的半导体发光元件，是用印刷布线基板41取代第一个实施例的发光二极管1的引线框架2、3而得到的。树脂封装42具有位于凸透镜部分43内的圆状平面部分44。因在凸透镜部分43让从半导体发光元件45射出的光聚光，在圆状平面部分44扩散，故可均匀地提高亮度。
半导体发光元件45，借助芯片焊接连接在印刷布线基板41的电极图案46上的辅助安装元件48上，借助连线焊接导通连接在形成在印刷布线基板41的电极图案47上。通过使用印刷布线基板41，能够防止光漏到印刷布线基板41的背一侧。需提一下，电极图案46、47，是通过在Cu的蚀刻图案的表面上进行Ni/Au电镀处理而得到的。借助这样的制法，既能确保连线焊接性，又能确保表表面安装时的回流焊料附着性，二者能够两立。
图6(A)为第四个实施例的变形例中的发光二极管的俯视图；图6(B)为该发光二极管的沿B-B线的剖面图。图6所示的发光二极管，是在图5所示的发光二极管的印刷布线基板41的表面形成有非贯通的凹部51的二极管。在该凹部51的底面与侧面52形成有电镀的反射表面安装在凹部51的底面上的半导体发光元件45，通过连线焊接导通连接在电极图案47上。因为从半导体发光元件45射出到斜后方的光在凹部51的底部与侧面52全反射，借助树脂封装42射出到表一侧，故能进一步谋求高亮度化。树脂封装42具有位于凸透镜部分43内的圆状平面部分44。因为由半导体发光元件45射出的光在凸透镜部分43聚光，在圆状平面部分44扩散，故可均匀地提高亮度。
在该实施例中，通过使用印刷布线基板41，就能让从半导体发光元件45射出到背面一侧的光反射到表面一侧，而防止光漏到背面一侧。若将半导体发光元件45安装到形成在印刷布线基板41的凹部51，射出到半导体发光元件45的背面一侧与斜后方的光就能发生全反射，而提高光轴方向上的表面亮度。
(第五个实施例)图7(A)为本发明的第五个实施例中的发光二极管的俯视图；图7(B)为该发光二极管的正视图；图7(C)为该发光二极管的侧面图；图7(D)为该发光二极管的仰视图。
如图7所示，发光二极管61，包括在引线框架(第1框架67及第2框架68)基部通过辅助安装元件62、63安装着的同色的半导体发光元件64、65；和覆盖半导体发光元件64、65的透光性树脂封装66。
第1框架67及第2框架68，由对Cu合金等进行Ni/Ag电镀处理而得到的板材构成为一体。
如图7(D)所示，第1框架67中，将在俯视图上形成为矩形的元件固定部分74布置成其长边方向沿着与X方向垂直的方向(Y方向)的样子。在元件固定部分74的X方向的两侧(侧向)，具备从树脂封装66分别突出的2对端子对70、71。换句话说，端子对70、71通过元件固定部分74形成为一体。
端子对70、71的基部由树脂封装覆盖，稍微弯曲地布置在元件固定部分74的中央一侧。在该弯曲部设置有长孔75、76。
第2框架68，包括从树脂封装66在X方向两侧(侧向)突出的端子对72、73。将端子对72、73布置成夹着第1框架67的元件固定部分74而相互远离的样子。第2框架68的端子对72、73，在由树脂封装66所包覆的区域中弯曲着设置，使其基端接近元件固定部分74及端子对70、71的基部。在该弯曲部分形成有长孔77、78。端子对72、73的前端被布置成与端子对70、71的前部平行的样子。
因端子对70、71及端子对72、73的基部弯曲着形成，故朝着侧向拉它们的时候，不容易从树脂封装66拔出。因为形成有长孔75、76、77、78，所以端子对70、71及端子对72、73难以旋转。因为若施加力，端子对70、71及端子对72、73就在长孔75、76、77、78附近弯曲，故可防止端子对70、71及端子对72、73的基部由于施加了力而弯曲，此外，可保持芯片焊接、连线焊接的强度。
如图7(C)所示，端子对70、71及端子对72、73，形成为弯曲成海鸥翼状的样子。详细而言，端子对70、71及端子对72、73，从安装有半导体发光元件64、65的基部分别朝着树脂封装66的X方向的两侧突出并弯曲到背一侧，还让其前部朝着外侧弯曲，且朝着X方向的两侧延伸。
端子70与端子71或端子72与端子73，相对于树脂封装66的中心点对称地布置着。
辅助安装元件62、63，分别芯片焊接到第1框架67的元件固定部分74，且各自借助连线焊接连接在第2框架68上。将辅助安装元件62、63的线连接部分布置得很近，半导体发光元件64、65分别被布置在离辅助安装元件62、63上的Y方向两侧较远的位置上。亦即，半导体发光元件64、65排列着布置在垂直于端子对70、71及端子对72、73突出的方向(X方向)的方向(Y方向)上。
因将辅助安装元件62、63的连线焊接部分布置成相互靠近的样子，故能够将线布置在树脂封装66内的近于中央的位置。这样一来，线就难以因为外力而变形或者断线。
第1框架67的端子对70、71连接在半导体发光元件64、65的p侧电极(未图示)，第2框架68的端子对72、73连接半导体发光元件64、65的n侧电极(未图示)。在该结构下，即使将发光二极管61反转180°安装在电路基板(未无图示)上并施加电压，也无逆电流在发光二极管61中流动。也就是说，在这种情况下，发光二极管61和不反转安装在电路基板上时一样地发光。
在该实施例中，表一侧为引线框架中连接半导体发光元件64的面一侧，称为半导体发光元件64的主取光面一侧。
树脂封装66例如由透明环氧树脂等树脂构成，如图7(B)、图7(C)所示，由表一侧的透镜部分66a与背一侧的底座部分66b构成。底座部分66b形成在半导体发光元件64、65的背面上，覆盖着端子对70、71及端子对72、73的基部并朝着侧向突出。底座部分66b在半导体发光元件64、65的背面上形成为圆柱状，突出在圆柱的侧向的端子对70、71及端子对72、73突出的X方向上。亦即，底座部分66b具备支承半导体发光元件64、65的圆柱部分；和位于圆柱的侧向，加强端子对70、71及端子对72、73的基部的长方体部分。
该底座部分66b的下面，形成在和端子对70、71及端子对72、73的外侧端部的下面大致同一个平面上。所谓大致同一个平面，意指不仅包括同一个平面的情况，还包括端子对70、71及端子对72、73的下面比底座部分66b的下面稍高的情况。在发光二极管61的底座部分66b的下面接触电路基板的状态，端子对70、71及端子对72、73能接触到涂布在电路基板上的焊料的情况下，可以说是底座部分66b的下面与端子对70、71及端子对72、73的外侧端部的下面大致设置在同一个平面上。
透镜部分66a，包括直径扩大部分83，它具有为将由半导体发光元件64、65射出到侧向的光全反射到表一侧而朝着表一侧逐渐扩大的曲面79；及直径缩小部分84，它位于直径扩大部分83与底座部分66b之间。如图7(B)、图7(C)所示，直径扩大部分83在Y方向两侧的端部比在X方向两侧的端部还往下。
直径扩大部分83的曲面79，以树脂封装66的表面为基准朝着背一侧突出。曲面79连接分别将焦点布置在半导体发光元件64、65的光轴上的旋转抛物面80a、80b(如图7(B)所示)，换句话说，水平剖面成为将以半导体发光元件64、65的光轴为中心的圆弧连接起来的形状。所设计的旋转抛物面80a、80b，做到使从半导体发光元件64、65射出的光入射到曲面79的入射角成为40°以上。将入射角设定为40°以上，是因为当树脂封装的折射率为1.55时，全反射角就会成为40°。因此，在改变树脂的材质的情况下，可根据其全反射角，改变半导体发光元件的位置或封装形状。
树脂封装66，在透镜部分66a表面的外周部分形成有具有与半导体发光元件64、65的光轴方向垂直的面的环状平面部分85。在透镜部分66a的表面中环状平面部分85的内侧形成有凹部86。从俯视图来看，凹部86具有将与旋转抛物面80a、80b同心的圆弧连接起来的外形。凹部86内，形成有水平剖面为将与凹部86同心的圆弧连接起来的形状的凸透镜部分87、88。
凸透镜部分87、88的前端部成为圆状平面部分89，该圆状平面部分89和环状平面部分85布置在同一平面上。凹部86具有将凸透镜部分87、88的外周缘和环状平面部分85的内周缘连接起来的凹状曲面部分81。
这样，发光二极管61适用于表面安装。
接着，说明发光二极管61的制造方法。
首先，对板材进行冲孔加工，形成用以制造第1、第2框架67、68的平板状材。平板状板材处于成为第1框架67及第2框架68的那一部分的外侧端部与其他部分相连接着的状态。第1框架67及第2框架68在这一状态下，成形为弯曲为海鸥翼状之前的状态。之后，在第1框架67上安装上半导体发光元件64、65。
在制造树脂封装66时，使用转移成型封装用铸模。在这一情况下，使用可在第1框架67及第2框架68的表一侧及背一侧移动的成对的铸模、和为使曲面79成型而在第1框架67及第2框架68突出的两侧向(X方向)滑动的铸模。通过使用滑动铸模，就能制造出设置有直径缩小部分84那样的形状。
接着，参考附图，说明发光二极管61的使用状态。
图8为表示发光二极管61的结构的电路图。如图8所示，形成在半导体发光元件64、65内的齐纳二极管134、135，分别与半导体发光元件64、65连接，极性彼此相反。
如图8所示，为让发光二极管发光，这样施加电压，即让连接在半导体发光元件64的p侧电极的端子130一侧成为正，让连接在半导体发光元件64的n侧电极的端子133一侧成为负。还这样施加电压，让连接在半导体发光元件65的p侧电极的端子131一侧成为正，让连接在半导体发光元件65的n侧电极的端子132一侧成为负。
当让发光二极管61从图7(A)所示的状态翻转180°时，将端子130和端子131的位置反过来，端子132和端子133的位置反过来了。但是在这一状态下，也是施加电压，让端子130、131成为正，让端子132、133成为负。因此，在半导体发光元件64、65形成为同一种颜色的情况下，即使与安装发光二极管61时的方向相反，也能让它们同样地发光。
一般情况下，为使发光二极管的极性的朝向一致，必须改变制品的引线的形状，或者在树脂封装时加上记号。在发光二极管出厂或使用时也必须检查极性。但该实施例的发光二极管，即使调180°的角度安装，也能和不翻转它时一样地使用，故不需要太在意极性。还有因制造时或使用时也不需要检查了，故产品容易处理。
通过一体地形成第1框架67的端子70、71，分离地形成第2框架68的端子72、73，引线框架的强度便增大，而可图容易脱离。
将第1框架67的端子对70、71的前部布置成分别与第2框架68的端子对72、73的前部平行的样子，将半导体发光元件64、65排列着布置在与第1框架67的端子70、71的前部及第2框架68的端子对72、73的前部垂直的方向上。这样就能形成表面安装型的发光二极管，还能根据半导体发光元件64、65的间隔来调整端子的间隔，而使装置薄型化、小型化。
第1框架67具有将半导体发光元件64、65的背面固定起来的元件固定部分74。第1框架67的端子对70、71，从元件固定部分74的两端，在与元件固定部分74的长边方向垂直的方向分别朝着相反的方向突出。将第2框架68的端子对72、73布置成分别让其基部接近元件固定部分74，让其前部分别与第1框架67的端子对70、72平行的样子。在这一情况下，所形成的端子对就很难从树脂封装脱离，而可防止线断，从而能够使装置的可靠性提高。
在让第2框架68中的端子对72、73的基部，在树脂封装66的内部朝着接近相邻的第1框架67的端子对70、71的方向弯曲的情况下，端子对72、73就很难从树脂封装66脱离，而可提高装置的可靠性。
因发光二极管61包括辅助安装元件62、63，所以在错误地将过大的电压或者是逆电压加到发光二极管61上时，能够通过形成在辅助安装元件62、63的齐纳二极管134、135来防止大电流流过发光二极管61，而可提高制品的可靠性。
图9为表示从半导体发光元件射出的光的光路的说明图。如图9所示，从半导体发光元件64、65射出、入射到圆状平面部分89的光，在圆状平面部分89的表面折射，扩散着射出到外侧。入射到凸透镜部分87、88中的圆形平面部分89的周面的光，折射到光轴方向一侧。从半导体发光元件64、65到达曲面79的光全反射到光轴方向一侧。从半导体发光元件64、65的发光层射出到背一侧的光，在第1框架67及第2框架68的表面反射并射出到表一侧。
如图7所示，在沿着将从俯视图来看旋转抛物面80a、80b时所表示的圆弧的交点和半导体发光元件65的光轴连接起来的直线L1或者从半导体发光元件65的光轴引到X方向的直线L2中的任一条直线切断的情况下，发光二极管61的剖面形状成为图9所示那样的一定的形状。使其成为这样的一定形状以后，便具有以下优点。
例如树脂封装66的水平剖面为长椭圆形时，亦即若使旋转抛物面80a、80b的剖面形成为半圆，将各自的端部用直线连接起来的形状的话，虽然从半导体发光元件65沿着直线L2射出的光，沿着包括直线L2和半导体发光元件65的光轴的平面反射，但是从半导体发光元件65沿着直线L1射出的光，相对包括直线L1和半导体发光元件65的光轴的平面反射到半导体发光元件64一侧。这一现象在射出到直线L2和直线L1之间的所有光中产生。因为和直线L2和直线L1之间的区域同等的区域，在1个发光二极管1内有4处，所以发光二极管61的亮度将大大地下降。
相对于此，在该实施例中，因让曲面79形成为其水平剖面为将以各半导体发光元件64、65的光轴为中心的圆弧连接起来的形状，所以能够让射出到直线L1与直线L2之间的光沿着包含半导体发光元件65的平面射出，而可提高亮度，同时还可让反射光均匀地扩散。
因让凹部86的形状也成为和曲面79一样的连接圆弧的形状，所以能够将曲面79和凹部86之间的距离保持为一定值，让在曲面79反射的光更加可靠地到达环状平面部分85。
这样一来，在该实施例中，能够将从半导体发光元件64、65射出的光的大部分平行取出到光轴方向的表一侧。需提一下，虽然从半导体发光元件64、65的发光层射出到背一侧的斜方向的光的一部分，入射到树脂封装66中支承第1框架67及第2框架68的部分，但因从半导体发光元件射出到斜后方的光量原来就很少，所以对整体的光量的影响较少。
接着，参考附图，说明该实施例的发光二极管的配光特性。图10(A)为表示本发明的第五个实施例中的发光二极管的配光特性的曲线图；图10(B)为表示比较例中的发光二极管的配光特性的曲线图。
作为比较例的发光二极管，使用的是树脂封装66的水平剖面为长椭圆形的二极管。也就是说，使用的是旋转抛物面80a、80b的剖面形成为半圆，各自的端部以直线连结起来的形状。进行了让这两个发光二极管在相同的电气条件下发光的模拟。
在图10(A)和图10(B)中，离原点的距离表示发光强度，相对Y轴(光轴)的角度表示配光角度。这里，在以实线表示的配光特性中，相对Y轴(光轴)的角度表示从光轴向α轴方向倾斜的倾斜角度，在用虚线表示的配光特性中，相对Y轴(光轴)的角度表示从光轴向β轴方向倾斜的倾斜角度。
在照射离发光二极管的光轴方向60cm远，一边为50cm的正方形区域时，需要62°以上的配光角度。对应于此，比较发光二极管的轴上发光强度，同时还比较了在配光角度为62°的方向上的发光强度。
若在轴上进行比较，现有例的元件的发光强度为1.18，该实施例的元件的发光强度为1.21。该实施例的元件的发光强度约提高了2.5％。而在配光角度为62°的方向上，比较例中的元件的发光强度为0.72，该实施例中的元件的发光强度为0.78。该实施例的元件的发光强度约提高了8％。这样一来，特别能够使离开光轴的范围的亮度提高。比较例中的发光强度比为61％，该实施例中的发光强度比却成为64％。这样一来，在该实施例中，配光范围扩大了，同时可均匀地照射规定范围。
需提一下，本发明并不限于所述实施例。在例如将树脂封装制成长方体状，在长方体状的底座部分的前侧形成凸透镜的情况，本发明都适用。通过改变所使用的辅助安装元件(齐纳二极管)的极性，便可使第1框架成为n电极，第2框架成为p电极。
第1框架与第2框架，可设置多个。因此，在使用3个以上的半导体发光元件的情况下，本发明也能够适用。
(第六个实施例)图11(A)为本发明的第六个实施例的发光二极管的俯视图；图11(B)为该发光二极管的剖面图。
如图11所示，发光二极管91包括安装在印刷布线基板92上的半导体发光元件93、和覆盖半导体发光元件93的透光性树脂封装94。
印刷布线基板92形成为矩形，在两端部分形成有电极图案98、99。
在印刷布线基板92的表面形成有非贯通的凹部95。凹部95包括圆形的底面96、和形成在底面96的周围的旋转抛物面即曲面97。旋转抛物面的中心线通过底面96的中心，与印刷布线基板92的法线方向平行。在凹部95的底面96及曲面97涂敷了例如含有氧化钛等反射材料的绝缘性白色涂料(反射性涂料)。
印刷布线基板92的电极图案98、99，从印刷布线基板92的两端部延伸到凹部95内，与印刷布线基板92的长边方向的两侧面对着面。电极图案98、99，是通过对Cu的蚀刻图案进行Ni/Au电镀处理而得到的。在这样的制造方法下，能够保持连线焊接性和表表面安装时的回流焊料附着性，二者能够两立。
半导体发光元件93，通过辅助安装元件100设置在印刷布线基板92表面的电极图案98上。具体而言，辅助安装元件100设置在偏离底面96的中心的位置上，其上还设置了下面比辅助安装元件100的上面还小的半导体发光元件93，使其中心到达底面96的中心。在辅助安装元件100上面中没放半导体发光元件93的区域设置了连线焊接区域。
电极图案99，布置在与辅助安装元件100的连线焊接区域的相反侧，其间夹着半导体发光元件93。线通过半导体发光元件93的表一侧将电极图案99与辅助安装元件100连接起来。
需提一下，所谓表一侧的面，意味着印刷布线基板92中形成有凹部95的面。
因线很细，所以大部分的光能够从半导体发光元件93射出。需提一下，如图11(A)中的双点划和斜线所示，若让电极图案99延长到底面96上靠近辅助安装元件100的连线焊接区域的位置，使连线连接到该延长部分的话，从半导体发光元件93射出的光将不会遭受连线的影响，而可增加从半导体发光元件93射出到表一侧的光。
在该实施例中，因为将半导体发光元件93布置在印刷布线基板92的凹部95内，所以能够防止从半导体发光元件93射出的光漏到印刷布线基板92的背一侧。
树脂封装94例如由透明环氧树脂等树脂构成，包括基部，在印刷布线基板92的凹部95内覆盖整个半导体发光元件93及电极图案98、99的一部分并固化；以及直径扩大部分102，它具有从印刷布线基板92的表面朝着表一侧突出，朝向表一侧逐渐直径扩大而能够将从半导体发光元件93射出到侧向的光全反射到表一侧的曲面101。
曲面101形成为旋转抛物面的第1曲面，形成在印刷布线基板92的凹部95的曲面97，形成第2曲面。曲面101的基端连接在曲面97的表一侧端部。
在树脂封装94表面的外周部分，形成有与半导体发光元件93的光轴垂直的环状平面部分103，在环状平面部分103的内侧形成有调整配光范围的调整用凹部104，而且在调整用凹部104内，形成有光轴和半导体发光元件93的光轴重合的凸透镜部分105。
在凸透镜部分105的前端部形成有圆状平面部分106，该圆状平面部分106与环状平面部分103处于同一个平面上。亦即，为凸透镜部分105未从调整用凹部104突出的状态。此外，正视圆状平面部分106时，圆状平面部分106形成为包括矩形的半导体发光元件93的一周那么大。调整用凹部104具有连接凸透镜部分105的外周缘和环状平面部分103的内周缘的凹状曲面部分107。
接着，说明发光二极管91的制造方法。
首先，以适合曲面97形状的磨珠切削印刷布线基板92的表面。其次通过电镀或蚀刻处理等形成电极图案98、99。接着，在凹部95的底面96及曲面97涂敷绝缘性白色涂料。
其次，将半导体发光元件93安装到电极图案98、99上，因为这些步骤和现有的发光二极管的制造步骤一样，故省略其说明。
在制造树脂封装94时，使用转移成型铸模。在这一情况下，使用转移成型封装用铸模。在这一情况下，使用可在印刷布线基板92的表一侧及背一侧移动的成对的铸模、和为让曲面101成形而在两侧向滑动的铸模。通过使用滑动铸模，也能制造出曲面101朝着背面一侧突出的形状。
其次，说明发光二极管91的使用状态。
发光二极管91可作为表面安装型器件使用。从半导体发光元件93射出到光轴方向的光中的一部分，从圆状平面部分106射出到外侧并这样直线前进。到达凸透镜部分105的圆周面的光，折射到光轴方向的半径方向的内侧，再从凸透镜部分105射出到外侧。需提一下，凸透镜部分105及凹状曲面部分107，形成为从凸透镜部分105射出到外侧的光不再度入射到凹状曲面部分107那样的形状。
从半导体发光元件93射出到侧向的光到达曲面97或曲面101。此处，曲面97及曲面101为旋转抛物面，将其设计成为能够使由半导体发光元件93射出的光的入射角几乎成为40°以上。此时，在改变树脂的材质的情况下，因为要根据该树脂的折射率调整全反射角，所以主要改变半导体发光元件的位置即可。
若使光到达其他构件而反射时，因在界面乱反射的光会被其他构件吸收，反射效率变差，所以让它在树脂的表面全反射后再反射的话，效率高。另一方面，若入射到树脂封装94的侧面的光的入射角变小，光将透射到外侧，反射效率将极度地下降。
在该实施例中，设置2种曲面97、101。因为从半导体发光元件93入射到曲面101的光，以比入射到曲面97的光大的入射角入射到曲面97，所以入射到曲面101的光高效地全反射。相对于此，虽然由半导体发光元件93射出到斜后方(背一侧方向)并入射到曲面97的光的入射角小于40°，但因曲面97是接着设置在印刷布线基板92的凹部的侧面而形成的，所以光不会由曲面97放射到外侧，而是高效地反射。从半导体发光元件93射出到后方(背一侧方向)的光，将在底面96或电极图案98、99的表面反射到表一侧。
在该实施例中，因为隔着辅助安装元件100在凹部95的底面96上放上了半导体发光元件93，所以能够将半导体发光元件93的发光面位置往表一侧移动。结果是，能够使入射到到曲面101的光量增多，能够效率更好地让光反射。
因为树脂封装94的基部是嵌入到凹部95而形成的，所以和让树脂封装形成在基板上且为平面的情况相比，能够增大剥离强度。
(第七个实施例)图12(A)为本发明的第七个实施例中，发光二极管的形成树脂封装之前的俯视图；图12(B)为该发光二极管的形成树脂封装之前的侧面剖视图。
该实施例的发光二极管118和第六个实施例的发光二极管91相比，仅仅是电极图案的结构和连接线的布置不同，其它结构都一样。
发光二极管118中，在构成印刷布线基板119的凹部120的侧面的曲面(第2曲面)125，盖上了和电极图案121、122材料相同的金属而形成了反射面123。
所形成的电极图案121，覆盖了印刷布线基板119的一端部，覆盖了凹部120内的曲面125的大约半周，进一步覆盖了凹部120内的底面124的大约一半。电极图案122覆盖了印刷布线基板119的另一端部，覆盖了凹部120内的曲面125的大约一周，进一步覆盖了凹部120内的底面124的大约一半。凹部120内的电极图案121、122留出了不发生短路那么大的空隙。
将半导体发光元件93放到辅助安装元件100上，辅助安装元件100借助芯片焊接连接在电极图案121上，借助连线焊接连接在电极图案122上。焊线连接在辅助安装元件100的与芯片焊接区域相邻的位置上，不妨碍从半导体发光元件93射出到表一侧的光。需提一下，除此以外的结构和第六个实施例的一样，故省略说明。
在该实施例中，设置反射面123，使它兼作电极和反射面用，从而使光的反射率和制造效率提高。
—工业实用性—从以下四个方面而言，本发明的发光二极管在工业上的实用性很高。亮度高且可均匀发光；构成构件难以从引线框架等支承构件上剥离下来；可高密度安装或微细化；以及不管朝着哪一个方向安装元件，都能在相同的条件下发光。
权利要求
1.一种发光二极管，其包括放在引线框架的表面上的至少一个半导体发光元件、和覆盖所述半导体发光元件的透光性树脂封装，其特征在于所述树脂封装，包括覆盖所述引线框架的基部的底座部分；相对所述底座部分设置在所述半导体发光元件的主要光取出面一侧，拥有能够使从所述半导体发光元件射出的光全反射到表面一侧的第1曲面作侧面的直径扩大部分；以及位于所述直径扩大部分与所述底座部分之间，其水平剖面比所述台座部分的水平剖面的最大值小的直径缩小部分。
2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于在所述树脂封装的表面部分，形成有将从所述半导体发光元件射出的光聚集到表面一侧的凸透镜部分；在所述凸透镜部分中与所述凸透镜部分的光轴交差的部分，形成有将从所述半导体发光元件射出的光扩散到侧向的扩散部分。
3.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于所述扩散部分形成为平面。
4.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于所述凸透镜部分中包围所述扩散部分的侧向的部分为凸透镜侧面部分；在包围所述凸透镜部分的侧向的部分，形成有以所述凸透镜侧面部分作侧壁的一部分的凹部。
5.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于所述直径扩大部分中的所述第1曲面，具有包括以所述半导体发光元件的光轴为中心的圆弧的平剖面。
6.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于设置了多个所述半导体发光元件；所述直径扩大部分中的所述第1曲面，具有将以所述半导体发光元件的光轴为中心的圆弧连接起来的平剖面。
7.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于所述直径扩大部分中的所述第1曲面包括旋转抛物面。
8.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于所述引线框架的一部分从所述树脂封装突出；所述底座部分，在所述引线框架突出的方向比所述直径缩小部分突出；在与所述引线框架突出的方向正交的方向上，所述底座部分的背面一侧的端部的宽度与所述直径缩小部分的表面一侧的端部的宽度相等。
9.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于所述半导体发光元件，经由辅助安装元件放在所述引线框架上。
10.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于萤光体印刷在所述半导体发光元件上。
11.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于设置了多个所述半导体发光元件；所述半导体发光元件，排列着布置在与所述引线框架突出的方向正交的方向上。
12.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于所述引线框架被弯曲为海鸥翼状。
13.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于所述凸透镜部分的光轴与所述半导体发光元件的光轴重合。
14.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于所述凸透镜部分，被设置为不从所述树脂封装的表面朝着表面一侧突出的状态。
15.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于设置了多个所述半导体发光元件；对每个所述半导体发光元件设置一个所述凸透镜部分。
16.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于设置至少3个分别发红光、绿光、蓝光的元件作所述半导体发光元件。
17.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于设置了多个发出同一种颜色的光的所述半导体发光元件；所述半导体发光元件有p型电极和n型电极；所述引线框架，包括连接在所述p型电极上，俯视的话具有从所述树脂封装突出的端子对的第1框架，以及连接在所述n型电极上，俯视的话具有从所述树脂封装突出的端子对的第2框架；所述第1框架的所述端子对相对所述树脂封装的中心点对称地布置着；所述第2框架的所述端子对相对所述树脂封装的中心点对称地布置着。
18.根据权利要求17所述的发光二极管，其特征在于所述第1框架中的所述端子对形成为一体；所述第2框架的所述端子对夹着所述第1框架而分开设置着。
19.根据权利要水17所述的发光二极管，其特征在于所述第1框架的所述端子对的各端子的前部，布置成与所述第2框架的所述端子对中的各个端子的前部平行的样子；所述半导体发光元件，排列着布置在与所述第1框架的所述端子对的前部及所述第2框架的所述端子对的前部正交的方向。
20.根据权利要求17所述的发光二极管，其特征在于所述第1框架具有将所述半导体发光元件的背面固定起来的元件固定部分，所述第1框架的所述端子对中的各端子，在与所述元件固定部分的长边方向正交的方向上从所述元件固定部分的两端朝着相反的方向突出；所述第2框架的所述端子对中的各端子，其基部靠近所述元件固定部分，其前部平行于所述第1框架的所述端子对而设。
21.根据权利要求20所述的发光二极管，其特征在于所述第2框架的所述端子对的各端子的所述基部，在所述树脂封装的内部，形成为朝着接近相邻的所述第1框架的所述端子对中的各端子的方向弯曲的样子。
22.一种发光二极管，其包括放在印刷布线基板的表面上的至少一个半导体发光元件、和覆盖所述半导体发光元件的表面一侧的透光性树脂封装，其特征在于所述树脂封装，具有以能够使从所述半导体发光元件射出到侧向的光全反射到表面一侧的第1曲面作侧面的直径扩大部分；所述半导体发光元件放在形成在所述印刷布线基板上的凹部内。
23.根据权利要求22所述的发光二极管，其特征在于所述印刷布线基板的所述凹部的侧面朝着表面一侧扩大；所述树脂封装中与所述凹部的侧面的接触的部分成为第2曲面。
24.根据权利要求23所述的发光二极管，其特征在于所述第1曲面的背面一侧的端部与所述第2曲面的表面一侧的端部相连接。
25.根据权利要求23所述的发光二极管，其特征在于在所述印刷布线基板的表面上的一部分设置由金属制成的电极；在所述树脂封装的所述第2曲面与所述印刷布线基板之间，存在着由与所述电极相同的金属制成的膜。
全文摘要
本发明的发光二极管1，包括安装在引线框架2、3的表面上的半导体发光元件4和覆盖半导体发光元件4的表一侧的透光性树脂封装5。在树脂封装5的表面部分，形成有将从半导体发光元件4射出的光聚集到表一侧的凸透镜部分8。在凸透镜部分8中与凸透镜部分8的光轴交差的部分形成有将从半导体发光元件4射出的光扩大到侧向的圆状平面部分11。凸透镜部分8中包围圆状平面部分11侧向的部分为凸透镜侧面部分，包围凸透镜侧向的部分，形成有让凸透镜侧面部分成为侧壁的一部分的凹部7。
文档编号H01L33/54GK1692503SQ20038010058
公开日2005年11月2日 申请日期2003年11月4日 优先权日2002年11月5日
发明者池田忠昭, 德富真治, 古闲宪昭 申请人:松下电器产业株式会社