CN101383295B - 光学半导体装置的生产工艺和该工艺中使用的片 - Google Patents

光学半导体装置的生产工艺和该工艺中使用的片 Download PDF

Info

Publication number
CN101383295B
CN101383295B CN2008102148760A CN200810214876A CN101383295B CN 101383295 B CN101383295 B CN 101383295B CN 2008102148760 A CN2008102148760 A CN 2008102148760A CN 200810214876 A CN200810214876 A CN 200810214876A CN 101383295 B CN101383295 B CN 101383295B
Authority
CN
China
Prior art keywords
resin
sheet
optical
resin bed
optical semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2008102148760A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101383295A (zh
Inventor
原田宪章
木村龙一
赤泽光治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
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 Nitto Denko Corp filed Critical Nitto Denko Corp
Publication of CN101383295A publication Critical patent/CN101383295A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101383295B publication Critical patent/CN101383295B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/20—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the epoxy compounds used
    • C08G59/22—Di-epoxy compounds
    • C08G59/24—Di-epoxy compounds carbocyclic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/40—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
    • C08G59/42—Polycarboxylic acids; Anhydrides, halides or low molecular weight esters thereof
    • C08G59/4215—Polycarboxylic acids; Anhydrides, halides or low molecular weight esters thereof cycloaliphatic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D163/00—Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor 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
    • H01L33/48—Semiconductor 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
    • H01L33/52—Encapsulations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31652—Of asbestos
    • Y10T428/31663—As siloxane, silicone or silane

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于生产光学半导体装置的工艺和该工艺中使用的片。该工艺包括：设置用于光学半导体元件封装的片和安装在基板上的多个光学半导体元件，用于光学半导体元件封装的片包括树脂片A和断续地嵌入树脂片A的多个树脂层B，使得多个光学半导体元件中的每一个面对多个树脂层B；接着，将多个光学半导体元件中的每一个嵌入多个树脂层B中的任一个。根据本发明的工艺，可以一次性封装光学半导体元件。结果，能够容易获得在LED元件保护和耐用性上出色的光学半导体装置。从而，获得的光学半导体装置具有延长的寿命。

Description

光学半导体装置的生产工艺和该工艺中使用的片
技术领域
本发明涉及一种用于生产光学半导体装置的工艺。更具体地，本发明涉及一种用于光学半导体装置生产的工艺，该工艺包括利用用于光学半导体元件封装的片一次性封装诸如发光二极管或者半导体激光器的发光元件的步骤，也涉及用在该工艺中的用于光学半导体元件封装的片。
背景技术
近几年，作为白炽灯(incandescent lamp)或者荧光灯(fluorescent lamp)的替代品，具有诸如发光二极管(LED，light-emitting diode)的光学半导体的发光装置正被普及。虽然在每个元件的亮度方面LED劣于诸如荧光灯的常规的照明器，但是其每个元件的尺寸至多为1mm。因此，通常通过在基板(substrate)上设置两个或者更多的LED元件来生产在其上安装有LED的发光装置。
通常，用于生产具有LED的发光装置的方法包括在基板上安装LED元件，接着封装该些元件。作为用于LED元件封装的技术，通过注塑(injectionmolding)或者灌封(potting)将元件嵌入在有机树脂中的方法是已知的。然而，这个技术具有缺点，例如，将确定数量的液体树脂滴在独立的元件上的麻烦是不可避免的。因此，期望有能够更容易实践的封装技术。
JP-A-2005-294733公开了一种用于封装的片，该片具有由折射率(refractive index)不同的树脂层构成的多层结构，并且不仅在容易进行树脂封装方面其是有效的，而且其产生获得的光学半导体装置能够保持高效率的光取出(light takeout)的效果。JP-A-2006-140362公开了一种用于封装的片，为了扩散光的方向性性能(directional property)，该片具有由折射率不同的树脂层和插设在树脂层之间的散光层(light-diffusing layer)构成的多层结构。
发明内容
近来，随着LED向着功率提升的趋势发展，产生了与装置寿命有关的问题，即，封装树脂的损坏。为了较高的亮度来增加LED的功率会导致LED发射的光和热的量的增加。因此，封装树脂的损坏加速了，导致了装置寿命的缩短。
本发明的一个目的是提供一种用于容易生产在LED元件保护和耐用性方面是优秀的光学半导体装置的工艺，该工艺利用用于光学半导体元件封装的片，利用该片可以将光学半导体元件一次性封装在树脂中。本发明的另一个目的是提供一种在该工艺中使用的用于光学半导体元件封装的片。
本发明人进行了研究从而克服以上的问题。结果，他们发现：当使用包含在保护LED元件的性能和附着性上出色的树脂片和断续地嵌入树脂片并在抗热性和耐光性上出色的多个树脂层的用于光学半导体元件封装的片时，光学半导体元件可以一次性被嵌入在各个树脂层中，并且能够容易生产在LED元件保护和耐用性上出色的光学半导体装置。这样完成本发明。
也就是，本发明涉及下面的项(1)到(5)。
(1)用于生产光学半导体装置的工艺，该工艺包括：
设置用于光学半导体元件封装的片和安装在基板上的多个光学半导体元件，用于光学半导体元件封装的片包括树脂片A和断续地嵌入树脂片A的多个树脂层B，使得多个光学半导体元件中的每一个面对多个树脂层B中任一个；以及
接着，将多个光学半导体元件中的每一个嵌入多个树脂层B中的任一个中。
(2)根据(1)的工艺，其中多个树脂层B包括有机硅树脂或者杂硅氧烷。
(3)根据(2)的工艺，其中有机硅树脂为交联有机硅。
(4)根据(1)到(3)之一的工艺，其中树脂片A包括环氧树脂或丙烯酸树脂。
(5)在根据(1)到(4)之一的工艺中使用的用于光学半导体元件封装的片。
根据本发明的工艺，可以一次性嵌入光学半导体元件。结果，能够容易获得在LED元件保护和耐用性上出色的光学半导体装置。从而，所获得的光学半导体装置可以具有延长的寿命。
附图说明
图1为示出本发明的用于光学半导体元件封装的片的一个实施例的视图；其是在实例1到5中所使用的每个片中沿垂直于片的平面的方向剖取的包括多个树脂层B的截面图。
附图标记和标号的说明
1树脂片A
2树脂层B
具体实施方式
在本发明的用于生产光学半导体装置的工艺中，用于光学半导体元件封装的片被用于封装光学半导体元件(之后被称为LED元件)，并且该片包含在强度和附着性(adhesiveness)上出色的树脂片A和在抗热性(heatresistance)和耐光性(light resistance)上出色的多个树脂层B，该些多个树脂层B被断续地嵌入树脂片A。
通过叠置保持封装片所需的诸如耐光性、光扩散特性以及抗热性的各种功能的树脂层来构成用于光学半导体元件封装的常规的片。构成这样的封装片的每层的树脂的实例包括环氧树脂(epoxy resin)和有机硅树脂(siliconeresin)。然而，包括环氧树脂的层在诸如抗热性的耐用性(durability)方面是不足的。另一方面，因为包括有机硅树脂的层具有对基板的差的附着力和对外部冲击的差的抵抗性，所以包括有机硅树脂的层在保护LED元件的特性上是较差的。在由叠置的树脂层构成的片中，与LED元件接触的最外面的树脂层同时具有与LED元件接触的区域(即，需要具有耐用性的区域)和与基板的不存在LED元件的那些部分接触的区域(即，需要具有附着性的区域)。为此，在最外面的树脂层仅由树脂制成的情况下，既难以满足耐用性和保护LED元件的特性两者。
在本发明的用于光学半导体元件封装的片中，将赋予符合满意的附着性和强度的功能分配给树脂片A，而将赋予满意的抗热性和耐光性的功能分配给树脂层B。因此，可以满足保护LED元件的特性和耐用性两者。也就是，本发明的用于封装的片包含在附着性和强度上出色的树脂片A和在抗热性和耐光性上出色的树脂层B，在与存在有LED元件的位置相对应的位置上，该树脂层B被断续地嵌入树脂片A使得树脂层B面对LED元件。由于这种构造，各个LED元件被嵌入各自的树脂层B中，并且树脂片A在未存在LED元件处与基板相接触。因此，可以获得出色的附着性，并且也可能满足耐用性和保护LED元件的特性两者。此说明书中使用的术语“断续地”表示与各个LED元件相对应的各个树脂层B彼此独立地存在的状态。术语“保护LED元件的特性”表示保护其抗防外部冲击的能力，即包括抵抗从剪切方向施加的冲击的附着强度和抵抗从垂直方向施加的冲击的强度的特性。术语“耐用性”表示包括抗热性和耐光性的特性。
可以将一个LED元件或者多个LED元件嵌入各个树脂层B中。此外，嵌入各个树脂层B的LED元件的数量可以相同或者不同。
不特别地限制构成树脂片A的树脂，只要其是在用于光学半导体元件封装的片中通常所使用并且具有用于保护LED元件抵抗外部力的强度以及对基板的附着性的树脂。对于诸如抗热性和耐光性的耐用性，不特别地限制构成树脂片A的树脂是因为其中直接嵌入LED元件的树脂层B拥有这种功能。
构成树脂片A的树脂实例包括聚醚砜(polyethersulfone)、聚酰亚胺(polyimide)、芳香族聚酰胺(aromatic polyamide)、聚碳化二亚胺(polycarbodiimide)、环氧树脂(epoxy resin)、三乙酰基纤维素(triacetylcellulose)以及丙烯酸树脂(acrylic resin)。其中，从附着性和强度的角度看，环氧树脂和丙烯酸树脂是优选的。将被使用的树脂可以是商业的或者可以是单独生产的。
环氧树脂的实例包括诸如双酚A和双酚F型的双酚型(bisphenol type)、酚醛型(novolac type)、含氮环型(nitrogen-containing ring type)、脂环族型(alicyclic type)、芳族型(aromatic type)以及它们的变体。这些可以单独使用或者可以结合使用。其中，从透明度的角度看，双酚A型和脂环族型是优选的。
这样的环氧树脂的环氧当量(equivalent)优选为500到10000，更优选为2000到5000。当使用两种或者更多种环氧树脂时，每种环氧树脂可以具有在以上示出的范围之外的环氧当量。在此情况下期望这些环氧树脂具有在上述范围内的重量平均(weight-average)的环氧当量。
硬化剂(hardener)和促硬剂(hardening accelerator)可以用于固化环氧树脂。
硬化剂的实例包括：诸如邻苯二甲酸酐(phthalic anhydride)、四氢邻苯二甲酸酐(tetrahydrophthalic anhydride)、六氢邻苯二甲酸酐(hexahydrophthalic anhydride)、4-甲基六氢邻苯二甲酸酐(4-methylhexahydrophthalic anhydride)的酸酐硬化剂(acid anhydridehardener)；诸如二亚乙基三胺(diethylenetriamine)、三亚乙基四胺(triethylenetetramine)、二乙胺(diethylamine)的胺硬化剂(amine hardener)；聚酰胺硬化剂(polyamide hardener)以及苯酚硬化剂(phenol hardener)。这些可以单独使用或者可以结合使用
可以根据硬化剂的种类、环氧树脂的环氧当量等适当地确定硬化剂的含量(content)。然而，从使形成的片能够具有足够的强度的角度来看，例如在酸酐硬化剂的情况下，基于环氧树脂的1当量的环氧基(epoxy group)，硬化剂的含量优选为0.8到1.2当量，更优选地为0.9到1.1当量。
促硬剂的实例包括咪唑类化合物(imidazole compound)和磷化合物(phosphorus compound)。这些可以单独使用或者结合使用。
可以根据促进的效果等合适地确定促硬剂的含量。然而，从在形成期间短时期内固化树脂的角度来看，基于100重量份的环氧树脂，促硬剂的含量优选为0.5到5重量份，更优选为1到3重量份。
除了上述的树脂，诸如抗氧化剂(antioxidant)、改良剂(modifier)、表面活性剂(surfactant)、染料(dye)、色素(pigment)、变色抑制剂(discolorationinhibitor)、紫外线吸收剂(ultraviolet absorbent)的添加剂可以作为原始材料(raw material)加入树脂片A。
可以这样获得树脂片A：例如，优选地以成为20％到50％重量浓度的量来将包括树脂的原始材料溶解在诸如甲苯(toluene)、环己酮(cyclohexanone)或者甲基乙基酮(methyl ethyl ketone)的有机溶剂中以制备有机溶液；例如，通过诸如浇铸(casting)、旋转涂覆(spin coating)或者辊涂布(roll coating)的技术将该溶液施加到诸如具有有机硅处理的表面的聚酯膜的分离片(release sheet)上从而形成适当厚度的溶液的膜；以及，然后在可能去除溶剂而不引起固化反应的温度下干燥溶液膜。不能无条件地确定干燥树脂溶液膜的温度，因为其根据树脂和溶剂的种类而变化。然而，该温度优选为80到150℃，更优选地为90到140℃，甚至更优选为100到130℃。从变白的角度看，通过利用加热的干燥而获得的树脂片的厚度优选为100到1000μm，更优选为100到500μm。附带地，这样获得的两个或者更多，优选为两个到四个树脂片可以通过堆叠这些树脂片以及在80到100℃下热压(hot-pressing)这些堆叠的片形成为具有在这个范围内的厚度的一片。
在本发明中，不特别地限制用于将树脂层B嵌入树脂片A中的方法，只要树脂层B被嵌入在与LED元件的位置相对应的位置处以便面对该些元件。其实例包括：在与将要面对的LED元件的位置相对应的位置处，在树脂片A中预先形成孔洞并且将树脂层B注入孔洞中的方法；以及在与将要面对的LED元件的位置相对应的位置处，树脂层B被压合(press-bonded)到以及嵌入树脂片A中而不在片A中形成孔洞的方法。
关于用于在树脂片A中形成孔洞的方法，不特别地限制孔洞等的尺寸和深度，只要LED元件能够嵌入在树脂层B中。常规方法能够用于形成孔洞。在本发明中，可以通过利用具有1到5mm的直径和0.2到1mm的高度的模(die)进行80到120℃下的热压以形成用于树脂层B的每个孔洞。附带地，通过利用多个这样的模同时形成多个孔洞。
从保护光学半导体元件的角度看，树脂片A的杨氏模量优选为1到10GPa，更优选地为2到5GPa。树脂片A具有优选为10到1000N，更优选为100到500N的附着强度。在本说明书中，通过以后将会描述的实例中的方法来确定杨氏模量和附着强度。
不特别地限制用来构成树脂层B的树脂，只要其是在用于光学半导体元件封装的片中通常所使用的树脂并且其具有耐光性和抗热性。树脂可以为诸如液态、固态的任何状态。关于树脂片A所拥有的强度和附着性，不特别地限制构成树脂层B的树脂。
用于构成树脂层B的树脂的实例包括有机硅树脂(silicone resin)、热塑性聚酰亚胺(thermoplastic polyimide)以及杂硅氧烷(heterosiloxane)。其中，从可模压性的角度，有机硅树脂和杂硅氧烷是优选的。被使用的这些树脂可以是商业的或者可以是单独生产的。
根据聚硅氧烷(polysiloxane)中的交联的数量，有机硅树脂的实例包括凝胶态(gel-state)、半固化(semi-cured)以及固化的有机硅树脂。这些可以单独使用或者结合使用。其中，从可模压性的角度，从凝胶态的有机硅树脂获得的交联的有机硅树脂是优选的。
杂硅氧烷的实例包括硼硅氧烷(borosiloxane)、铝硅氧烷(aluminosiloxane)、磷硅氧烷(phosphasiloxane)、钛硅氧烷(titanosiloxane)等，该些是用硼(boron)、铝、磷、钛(titanium)等分别部分取代有机硅树脂的硅原子来获得的。
从可模压性的角度，用于构成树脂层B的树脂具有优选为100到200℃，更优选为130到150℃的软化点。从可模压性的角度，树脂具有优选为-70℃到0℃，更优选为-50℃到-10℃的玻璃转变点(glass transition point)。在本说明书中，通过以下将描述的实例中的方法测量软化点和玻璃转变点。
在通过将树脂层B注入到预先形成在树脂片A中的孔洞将树脂层B嵌入在树脂片A中的情况中，用于构成树脂层B的树脂可以按原状被注入孔洞中。可选择地，从变白(whitening)的角度，可以使用这样的方法，该方法中树脂与荧光物质混合以得到10％到30％的荧光物质重量浓度来制备树脂溶液并且该溶液被注入。不可能无条件地确定干燥注入的树脂所在的温度，因为其依赖于树脂和溶剂的种类而变化。然而，干燥温度优选为80到160℃，更优选为90到150℃。从变白的角度，在根据本发明的用于光学半导体元件封装的片中通过采用加热的干燥获得的每个树脂层B的厚度优选为10到500μm，更优选为50到400μm。本发明中的术语“在用于光学半导体元件封装的片中的树脂层的厚度”表示在存在树脂片A和树脂层B的部分中测量的厚度。
在树脂层B被压合到并嵌入树脂片A中而在片A中不形成孔洞的情况中，每个树脂层B被一次铸成块形(block form)，然后被压合并且嵌入。也就是，可以这样获得每个块形的树脂层B：优选地以成为10％到40％重量浓度的量来将树脂溶解在诸如二甲基乙酰胺(dimethylacetamide)或者甲基丁基酮(methyl isobutyl ketone)的有机溶剂中以产生树脂溶液；通过诸如丝网印刷的技术将树脂溶液施加于，例如，诸如具有有机硅处理表面的聚酯膜的分离片(release sheet)上以形成适当尺寸的树脂溶液块；然后在可能去除溶剂而不引起固化反应的温度下干燥溶液块。可选择地，可以通过将树脂注入期望尺寸的模中并且固化树脂来获得每个块形的树脂层B。不能无条件地确定干燥获得的块所在的温度，因为其依赖于树脂和溶剂的种类而变化。然而，干燥温度优选为100到150℃，更优选为100到130℃。从变白的角度，期望：通过使用加热的干燥获得的每个树脂层B块的厚度优选为200到700μm，更优选为400到600μm。
不特别地限制用于将树脂层B压合到树脂片A的方法。其实例包括这样的方法，在该方法中，树脂片A被叠置在树脂层B块上并且所得到的组合在80到130℃下热压。
压合之后树脂片A的厚度与每个树脂层B的厚度的比例(树脂片A/树脂层B)优选为从1/4到1/10，更优选为从1/5到1/6。
因此，获得用于光学半导体元件封装的片，该片具有保护LED元件的特性以及耐用性两者。
在本发明的用于光学半导体装置生产的工艺中，使用上述的用于光学半导体元件封装的片从而容易一次性封装光学半导体元件。具体地，用于光学半导体元件封装的片被叠置在其上安装有LED元件的基板上并且用层压机等将该片层压(laminate)在基板上，从而，可以生产光学半导体装置。
不特别地限制本发明中所用的LED元件，只要这些元件是光学半导体装置中通用的。其实例包括氮化镓(GaN；折射率，2.5)、磷化镓(GaP，折射率，2.9)以及砷化镓(GaAs，折射率，3.5)。其中GaN是优选的，因为其发射蓝光并且能够生产通过荧光物质发射白光的LED。
也不对其上安装有LED元件的基板进行特别地限制。其实例包括通过在玻璃纤维环氧树脂(glass-epoxy)基板上形成铜布线(copper wiring)而获得的刚性基板(rigid substrate)以及通过在聚酰亚胺膜上形成铜布线而获得的柔性基板(flexible substrate)。可以采用具有诸如平板(flat plate)或者不规则板(rugged plate)的合适的形状的基板。
用于在基板上安装LED元件的方法的实例包括面向上(face-up)安装方法，其适于安装具有在发光侧的电极的LED元件；倒装芯片(flip clip)安装方法，其适于安装具有在发光侧的相对侧上的电极的LED元件。
在根据本发明的用于光学半导体元件封装的片被熔化并且采用层压机等通过使用加热的压合被压到基板上的情况中，优选的是在70到250℃下加热该片，更优选的是在100到200℃下加热该片，并且优选的是在0.1到10MPa下压该片，更优选的为0.5到5MPa。
通过本发明的生产工艺，可以更容易生产光学半导体装置，因为可以用封装片一次性进行LED元件的封装。此外，因为该片具有与LED元件相接触的在抗热性和耐光性上出色的部分以及与基板相接触的在附着性和强度上出色的部分，所以光学半导体装置能够满足LED元件保护的特性和耐用性两者并且能具有延长的寿命。
实例
参考以下的实例对本发明进行更加详细的说明，但是不应将本发明局限于此。
树脂的杨氏模量
被测量的树脂形成为厚度为100μm、宽度为1cm、长度为5cm的带并且被设置在拉伸检测器(tensile tester)(AUTOGRAPH AG-100E，由ShimadzuCorp.制造)上，并且以10mm/min的速率拉伸具有1cm的试验长度和1cm的宽度的样本从而获得应力应变图。从该图读取的初始模量被称为树脂的杨氏模量。
树脂的附着强度
被测量的树脂在合金42框架(frame)上被模塑(mold)成为具有7mm×7mm的尺寸以及600μm的厚度的形状，并且得到的模塑树脂通过在100℃的热板上对模塑树脂施加剪切方向的力而从合金42框架剥落。剥落所需的最大载荷被称为树脂的附着强度。
树脂的软化点
被测量的树脂在加热板上被模塑以具有2mm的高度。当从室温开始加热加热板，样本树脂的高度变为1mm时的温度被称为树脂的软化点。
树脂的玻璃转变点
被测量的树脂形成为具有厚度为100μm、宽度为0.5cm、长度为5cm的带并且用DMS(DMS-200，由SIL制造)检查该带。得到的tanθ曲线中的峰值温度被称为树脂的玻璃转变点。
封装片生产实例1
45重量份的具有7500的环氧当量的双酚A环氧树脂(EP1256，由JapanEpoxy Resins Co.，Ltd.制造)、33重量份的具有260的环氧当量的脂环环氧树脂(EHPE3150，由Daicel Chemical Industries，Ltd.制造)、22重量份的4-甲基六氢邻苯二甲酸酐(MH-700，由Shin Nihon Rika K.K.制造)以及1.2重量份的2-甲基咪唑(由Shikoku Chemicals Corp.制造)被溶解在甲基乙基酮中以得到50％的重量浓度。从而，制备了涂覆树脂溶液。
将获得的涂覆树脂溶液施加到双轴伸长的聚酯膜(厚度：50μm；由Mitsubishi Polyester Corp.制造)上以得到100μm的厚度并且在130℃下干燥两分钟以获得一个基片(30cm×10cm)。此外，以相同的方式生产三个基片。在100℃下利用加热层压(laminate)总共四个基片以获得作为第一层的包括环氧树脂的厚度为400μm的树脂片A。
通过利用具有5mm的直径和300μm的高度的模，将树脂片A中的每个预定区域在100℃下热压10秒钟以形成多个孔洞，在树脂片A中的每个孔洞具有5mm的直径和300μm的深度。将非交联硅树脂凝胶(KE1052，由Shin-Etsu Silicone制造)注入孔洞中作为第二层，并且允许将此片置于90℃下一小时以获得集成的(integrated)封装片A。表1中示出获得的片的特性。
封装片生产实例2
以与封装片生产实例1相同的方式获得集成的(integrated)封装片B，除了注入硅树脂漆(silicone varnish)以取代用于形成第二层的非交联硅树脂凝胶之外，该硅树脂漆为通过将荧光氮化物(fluorescent nitride)(Sialon)与非交联硅树脂凝胶(KE1052，由Shin-Etsu Silicone制造)混合以得到20％的重量浓度而制备的。表1中示出获得的片的特性。
封装片生产实例3
以与封装片生产实例1相同的方式获得作为第一层的包括环氧树脂的树脂片A。另一方面，将通过把硼硅氧烷(由Nitto Denko Corp.制造)溶解在甲基异丁基酮中以得到20％的重量浓度而制备的硼硅氧烷漆滴在双轴伸长的聚酯膜(厚度为50μm，由Mitsubishi Polyester Corp.制造)上，从而以具有5mm的直径和2mm的高度的点的形式施加该漆。将所施加的漆在100℃下干燥一小时，然后在160℃下干燥5小时以形成包括作为第二层的硼硅氧烷的树脂层B。之后，将树脂片A叠置在树脂层B上并且将得到的组合在100℃下热压10秒。从而，获得集成的封装片C，其中树脂片A被压合到树脂层B上。表1中示出获得的片的特性。
封装片生产实例4
以与封装片生产实例3相同的方式获得集成的封装片D，除了使用含荧光物质的硼硅氧烷漆来形成第二层之外，该含荧光物质的硼硅氧烷漆是通过进一步将荧光氮化物(Sialon)加入到硼硅氧烷漆中以得到20％的重量浓度而制备的。表1中示出获得的片的特性。
封装片生产实例5
通过利用具有5mm的直径和300μm的高度的模(die)在250℃下对甲基丙烯酸树脂(PMMA)膜(30cm×10cm×600μm(厚度)；Clarex，由Nitto Jushi Kogyo制造)进行120秒热压以在第一层中形成多个孔洞，其中每个孔洞具有5mm的直径和300μm的深度。将非交联硅树脂凝胶(KE1052，由Shin-Etsu Silicone制造)作为第二层注入到这些孔洞中，并且可以将此片置于90℃下一小时以获得集成的封装片E。表1中示出获得的片的特性。
封装片生产实例6
以与封装片生产实例1相同的方式获得作为基片，即，作为第一层的包括环氧树脂(厚度为100μm)的树脂片A。另一方面，将非交联硅树脂凝胶(KE1052，由Shin-Etsu Silicone制造)注入到具有30cm×10cm×300μm(深度)的尺寸的模子(mold)中，将其置于90℃下一小时，然后将其取出以获得具有300μm的厚度的树脂层B(30cm×10cm)作为第二层。获得的树脂片A和树脂层B被堆叠并在100℃下热压10秒以获得集成的封装片F，其中树脂片A被压合到树脂层B上。表1中示出获得的片的特性。
封装片生产实例7
以与封装片生产实例1相同的方式获得作为基片，即，作为第一层的包括环氧树脂(厚度为100μm)的树脂片A。另一方面，将熔融的硼硅氧烷(由Nitto Denko Corp.制造)在150℃下注入到具有30cm×10cm×300μm(深度)的模子中，将其冷却到平常温度，然后取出以获得作为第二层的具有300μm的厚度的树脂层B(30cm×10cm)。获得的树脂片A和树脂层B被堆叠并在100℃下热压10秒以获得集成的封装片G，其中树脂片A被压合到树脂层B上。表1中示出获得的片的特性。
封装片生产实例8
检查仅由用在封装片生产实例1中的树脂片A构成的片，该片作为封装片H。表1中示出获得的片的特性。
Figure G2008102148760D00121
实例1到5以及比较例1到4
随后，获得的封装片被用来生产光学半导体装置。也就是，以第二层与LED元件接触的方式，将表2中示出的每个封装片叠置在其上安装有表2中示出的LED元件的基板(玻璃纤维环氧树脂板)上。在表2中示出的温度下(在0.5MPa)将封装片压合到基板，然后在150℃下后固化(post-cured)两个小时。从而，获得实例1到5以及比较例1到4的光学半导体装置。在采用没有第二层的封装片的情况下，封装片被直接叠置在基板上以生产该装置。
利用下面的试验实例1到3中示出的方法检查每个获得的LED装置的特性。表2中示出获得的结果。
试验实例1：耐用性
使100mA的电流流过实例和比较例的每个LED装置，在试验开始之后立即用分光光度计(spectrophotometer)(MCPD-3700，由Otsuka ElectronicsCo.，Ltd.制造)测量装置的亮度。计算在380nm到780nm波长范围内的发光强度(luminous intensity)的积分。此后，使装置保持在电流流过其的状态下。在300小时的保持之后，以相同的方式检查该装置的亮度，利用下面的公式计算衰减速率(attenuation rate)以评估耐用性。判定具有30％或者更低的衰减速率的装置具有满意的耐用性。
衰减速率(％)＝(试验开始后即刻的亮度-经过300小时之后的亮度)/(试验开始后即刻的亮度)×100
试验实例2：附着性
实例和比较例的每个LED装置被固定到25℃或者150℃的热板上。时间过去1分钟之后，将1kg的负载从装置的剪切方向加在装置上以检查该装置是否发生基板和封装片之间的分离。在25℃下被固定之后以及在150℃下被固定之后没有发生分离的装置被标注为“A”，在25℃下被固定之后没有发生分离但是在150℃下被固定之后发生分离的装置被标注为“B”，在25℃下被固定之后以及在150℃下被固定之后发生分离的装置被标注为“C”。
试验实例3：强度
将实例和比较例的每个LED装置设置在120℃的热板上，在100g的负载下从装置上方对着装置推进(push)具有1mm的直径的针(线)5分钟以检查针穿透的程度。针坑(needle depression)小于0.5mm的装置被标注为“A”，针坑为0.5mm或者更大的装置被标注为“B”。
Figure G2008102148760D00141
以上给出的结果显示：与比较例的LED装置相比，实例的LED装置具有较低的衰减速率以及更好的耐光性，并且还具有满意的附着性和满意的强度。因此，可以看出：实例的LED装置在LED元件保护和耐用性上是出色的。
通过本发明的工艺获得的光学半导体装置在LED元件保护和耐用性上是出色的。因此，该装置适于用在例如液晶面板、交通信号、大的户外显示器、户外广告牌等的背光中。
参考特定的实施例对本发明进行了详述。然而，对本领域的技术人员来说是显然的是，可以在不偏离本发明精神的情况下对本发明进行各种修改和修正。
本申请基于在2007年9月3日提交的日本专利申请No.2007-228002并且将其全部内容通过引用的方式合并在此。
此外，这里所引证的所有参考通过引用的方式被合并。

Claims (8)

1.一种用于生产光学半导体装置的工艺，所述工艺包括：
设置用于光学半导体元件封装的片和多个安装在基板上的光学半导体元件，其中所述片包括树脂片A和断续地嵌入所述树脂片A的多个树脂层B，使得所述多个光学半导体元件中的每一个面向所述多个树脂层B中任一个；以及
随后将所述多个光学半导体元件中的每一个嵌入所述多个树脂层B中任一个，
其中所述树脂片A在未存在所述光学半导体元件的位置处与所述基板相接触并具有良好的附着性和强度，并且所述树脂层B具有良好的抗热性和耐光性。
2.如权利要求1所述的工艺，其中所述多个树脂层B包括有机硅树脂或杂硅氧烷。
3.如权利要求2所述的工艺，其中所述有机硅树脂是交联有机硅。
4.如权利要求1所述的工艺，其中所述树脂片A包括环氧树脂或丙烯酸树脂。
5.一种在如权利要求1所述的工艺中使用的用于光学半导体元件封装的片，其中所述片包括树脂片A和断续地嵌入所述树脂片A的多个树脂层B，所述树脂片A具有良好的附着性和强度，并且所述树脂层B具有良好的抗热性和耐光性。
6.如权利要求5所述的片，其中所述多个树脂层B包括有机硅树脂或杂硅氧烷。
7.如权利要求6所述的片，其中所述有机硅树脂是交联有机硅。
8.如权利要求5所述的片，其中所述树脂片A包括环氧树脂或丙烯酸树脂。
CN2008102148760A 2007-09-03 2008-09-03 光学半导体装置的生产工艺和该工艺中使用的片 Expired - Fee Related CN101383295B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007228002A JP5378666B2 (ja) 2007-09-03 2007-09-03 光半導体装置の製造方法
JP228002/07 2007-09-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101383295A CN101383295A (zh) 2009-03-11
CN101383295B true CN101383295B (zh) 2011-05-04

Family

ID=40085451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008102148760A Expired - Fee Related CN101383295B (zh) 2007-09-03 2008-09-03 光学半导体装置的生产工艺和该工艺中使用的片

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7951623B2 (zh)
EP (1) EP2031666A3 (zh)
JP (1) JP5378666B2 (zh)
KR (1) KR101118420B1 (zh)
CN (1) CN101383295B (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4895229B2 (ja) * 2008-03-06 2012-03-14 日東電工株式会社 変性ポリアルミノシロキサン
JP5511524B2 (ja) * 2010-06-07 2014-06-04 日東電工株式会社 光半導体用封止シート
JP5617371B2 (ja) * 2010-06-21 2014-11-05 コニカミノルタ株式会社 反りを抑えた基板、それを用いた発光装置及びそれらの製造方法
JP5766411B2 (ja) * 2010-06-29 2015-08-19 日東電工株式会社 蛍光体層および発光装置
JP2012015254A (ja) 2010-06-30 2012-01-19 Nitto Denko Corp 蛍光体セラミックスおよび発光装置
JP5775375B2 (ja) 2010-07-27 2015-09-09 日東電工株式会社 発光ダイオード装置の製造方法
JP5800640B2 (ja) * 2011-08-30 2015-10-28 日東電工株式会社 発光ダイオード装置の製造方法
JP6033557B2 (ja) 2012-03-06 2016-11-30 日東電工株式会社 封止シート、および、それを用いた発光ダイオード装置の製造方法
US20140009060A1 (en) * 2012-06-29 2014-01-09 Nitto Denko Corporation Phosphor layer-covered led, producing method thereof, and led device
JP2014168028A (ja) * 2013-01-29 2014-09-11 Nitto Denko Corp 半導体装置の製造方法および製造装置
CN103959488B (zh) * 2013-03-28 2015-09-30 日东电工株式会社 系统、制造条件决定装置以及制造管理装置
JP5373215B1 (ja) * 2013-03-28 2013-12-18 日東電工株式会社 システム、製造条件決定装置および製造管理装置
TWI661585B (zh) * 2017-12-21 2019-06-01 財團法人工業技術研究院 發光二極體封裝

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1681109A (zh) * 2004-04-05 2005-10-12 日东电工株式会社 光学半导体元件封装的片和制造光学半导体器件的方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3378374B2 (ja) * 1993-09-14 2003-02-17 株式会社東芝 樹脂封止型半導体装置の製造方法、樹脂封止型半導体装置及び封止用樹脂シート
US6274890B1 (en) * 1997-01-15 2001-08-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device and its manufacturing method
JP3672149B2 (ja) * 1997-07-07 2005-07-13 鈴木総業株式会社 集積回路素子の製造方法
WO1999025031A1 (en) * 1997-11-06 1999-05-20 Donnelly Corporation Light emitting element having an optical element molded in a surface thereof
JPH11251347A (ja) * 1998-03-03 1999-09-17 Hitachi Cable Ltd 半導体パッケージの製造方法
JP4606530B2 (ja) * 1999-05-14 2011-01-05 株式会社朝日ラバー シート部材およびそれを用いた発光装置
TW200414572A (en) * 2002-11-07 2004-08-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd LED lamp
US20050077534A1 (en) * 2003-10-09 2005-04-14 Yang Bing Lin Light-emitting diode and method of manufacturing the light-emitting diode
JP2005259847A (ja) * 2004-03-10 2005-09-22 Nitto Denko Corp 光半導体装置の製造方法
JP2006140362A (ja) 2004-11-15 2006-06-01 Nitto Denko Corp 光半導体素子封止用シートおよび該シートを用いた光半導体装置の製造方法
US7452737B2 (en) * 2004-11-15 2008-11-18 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Molded lens over LED die
US7344902B2 (en) * 2004-11-15 2008-03-18 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Overmolded lens over LED die
JP4982077B2 (ja) * 2005-11-30 2012-07-25 株式会社朝日ラバー レンズ体
JP2007234578A (ja) * 2006-01-31 2007-09-13 Konica Minolta Holdings Inc 面発光体、表示装置及び調光部材
JP2007207572A (ja) * 2006-02-01 2007-08-16 Toshiba Corp 光源装置、バックライト装置及び表示装置
JP2007228002A (ja) 2006-02-21 2007-09-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd スピーカシステム
US8035119B2 (en) * 2006-10-03 2011-10-11 Avago Technologies General IP Pte, Ltd. System and method for light source with discontinuity-containing diffusant
JP5064278B2 (ja) * 2008-03-25 2012-10-31 日東電工株式会社 光半導体素子封止用樹脂シートおよび光半導体装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1681109A (zh) * 2004-04-05 2005-10-12 日东电工株式会社 光学半导体元件封装的片和制造光学半导体器件的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2006-140362A 2006.06.01

Also Published As

Publication number Publication date
CN101383295A (zh) 2009-03-11
EP2031666A2 (en) 2009-03-04
EP2031666A3 (en) 2014-04-16
US20090061549A1 (en) 2009-03-05
JP5378666B2 (ja) 2013-12-25
US7951623B2 (en) 2011-05-31
KR101118420B1 (ko) 2012-03-09
JP2009060031A (ja) 2009-03-19
KR20090024096A (ko) 2009-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101383295B (zh) 光学半导体装置的生产工艺和该工艺中使用的片
JP4915869B2 (ja) 光半導体装置の製造方法
JP5190993B2 (ja) 光半導体封止用シート
CN101546802B (zh) 用于封装光学半导体元件的树脂片和光学半导体器件
JP5107886B2 (ja) 光半導体装置の製造方法
KR101330593B1 (ko) 형광체 함유 시트, 그것을 사용한 ｌｅｄ 발광 장치 및 그 제조 방법
KR100798216B1 (ko) 광학 반도체 소자 캡슐화용 시트 및 상기 시트를 갖는 광학 반도체 장치의 제조 방법
JP5340191B2 (ja) 光半導体装置
JP5078644B2 (ja) 光半導体素子封止用樹脂シートおよび光半導体装置
JP5080881B2 (ja) 発光ダイオードチップの封止体の製造方法
JP4863682B2 (ja) 光半導体素子封止用シート
CN107995920B (zh) 荧光体组合物、荧光体片材及使用它们的形成物、 led芯片、led封装体、发光装置、背光单元
US20100225010A1 (en) Composition for thermosetting silicone resin
KR20130137089A (ko) 광 반도체용 광 반사 부재, 및 광 반사 부재를 사용한 광 반도체 실장용 기판 및 광 반도체 장치
US7985807B2 (en) Thermosetting composition
CN102618178B (zh) 半导体用粘接剂组合物、半导体用粘接片及半导体装置的制造方法
JP5366587B2 (ja) 光半導体封止用加工シート
CN102714186A (zh) 半导体保护膜形成用膜及半导体装置
JP2009182149A (ja) 光半導体素子封止用樹脂シートおよび光半導体装置
US8153748B2 (en) Thermosetting composition
CN103503181B (zh) 光电子半导体器件
JP2009141066A (ja) 光半導体装置の製造方法
JP2012129362A (ja) 光半導体装置
JP5209028B2 (ja) 光半導体素子封止用シートの製造方法
JP2013065884A (ja) 光半導体装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110504

Termination date: 20160903