CN105814701B - 光半导体装置及其制造方法以及银用表面处理剂及发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明一个侧面的光半导体装置具备在表面形成有镀银层的基板;接合于镀银层的发光二极管;由环绕发光二极管的光反射面形成收纳发光二极管的内侧空间的光反射部;将镀银层被覆的防银硫化膜;填充在内侧空间、将发光二极管密封的透明密封部,其中,防银硫化膜具有带有由粘土产生的阻气性的阻气层;配置在阻气层下层、具有粘接性的底涂层,透明密封部与所述底涂层接触。

Description

光半导体装置及其制造方法以及银用表面处理剂及发光装置
技术领域
本发明涉及接合有发光二极管的光半导体装置及其制造方法以及银用表面处理剂及发光装置。
本发明涉及银用表面处理剂,更详细而言涉及用于防止各种银或银合金变色(腐蚀)的表面处理剂,特别是涉及用于防止在电子部件、发光二极管等照明设备等中使用的银或银合金、特别是银蒸镀面的变色(腐蚀)的表面处理剂。
本发明涉及发光装置,更详细而言涉及具备具有银或银合金的基板和发光二极管的发光装置。
背景技术
作为搭载有LED(发光二极管:Light Emitting Diode)的光半导体装置,已知专利文献1中公开的装置。专利文献1中记载的光半导体装置是如下而成的:在成型体上接合蓝色LED,按照将蓝色LED环绕的方式设立成型体,制成对自蓝色LED发出的光进行反射的反射板,向其中填充含有荧光体的透明密封部,对蓝色LED进行密封。
银及银合金作为贵金属利用其优异的光学性质、电化学性质,自古以来被用作装饰品、货币、餐具、电子用材料、照明设备、齿科用材料。近年来,作为发光二极管(LED)用反射材料的需要急剧增加。发光二极管作为代替荧光灯或白炽电灯的光源,被用在照明设备、汽车用灯等的用途中,这种发光装置中,通过在基板上设置镀银层等光反射膜,试图提高光的取出率。
但是,由于银及银合金在化学上非常不稳定,因此易于与空气中的氧、水分、硫化氢、亚硫酸气体等反应,生成氧化银或硫化银,由此具有银表面变色(腐蚀)成黑色的缺点。
作为防止这种银的变色(腐蚀)的方法,例如提出了有机系的防锈剂(例如参照专利文献2~3)。另外,下述专利文献4中提出了含有层状硅酸化合物的银的表面处理剂。
现有技术文献
专利文献1:国际公开第2007/015426号小册子
专利文献2:日本特开平10-158572号公报
专利文献3:日本特开2004-238658号公报
专利文献4:国际公开第2013/108773号说明书
发明内容
发明预解决的技术问题
近年,这种光半导体装置开始被采用作照明或街灯等LED照明。但是,实际使用时,LED照明的照度会在比LED的保证时间短的时间内降低。这是由于,在半导体装置的电极上形成镀银层,该镀银层发生了变色所导致的。即,透明密封部中由于一般使用气体或水分的透过性较高的树脂,因而镀银层在透过了透明密封部的气体或水分的作用下发生腐蚀、变色。特别是,当在硫化氢气体作用下镀银层发生硫化时,电极会变色为黑色,因而照度明显降低。
以往作为反射板采用热塑性树脂,由于反射板的黄变速度比镀银层的硫化速度快,因此因镀银层的硫化导致的照度降低变得不明显。但是,最近作为反射板变为采用热固化性树脂,由于反射板的黄变速度比镀银层的硫化速度慢,因此因镀银层的硫化导致的照度降低变得明显。而且,当使LED照明高功率化时,蓝色LED的发热温度提高、镀银层的温度上升,因此会促进镀银层的硫化。
此外,鉴于伴随着这样的镀银层的硫化的问题,也有对LED照明中采用的光半导体装置的耐硫化氢气体的评价进行标准化的动向。
因此,本发明者们进行了深入研究,结果获得了如下认知:通过并非改善透明密封部的透气性、而是用具有由粘土产生的阻气性的防硫化膜将镀银层被覆,可以有效地抑制镀银层的硫化。
此外,本发明者们基于这样的认知发现了下述课题:在制造光半导体装置时,由于粘土对反射板的粘接力并不那么高,因此透明密封部会从光半导体装置上剥离。
因此,本发明的第一目的在于提供在抑制镀银层的硫化的同时、可以抑制透明密封部的剥离的光半导体装置。
本发明者们进行了深入研究,结果发现,通过并非改善透明密封部的透气性、而是设置具有由粘土产生的阻气性的阻气层,可以有效地抑制镀银层的硫化,通过使阻气层的层厚均一化,可以提高阻气层的阻气性。
因此,本发明的第二目的在于提供能够在抑制镀银层的硫化的同时、提高阻气性的光半导体装置及其制造方法。
上述有机系的防锈剂具有对紫外线的耐性低、在长期的紫外线暴露下发生变色的缺点。在照明设备及汽车用途中使用的发光二极管中,由于使用了近紫外光,因此难以应用这些有机系的防锈剂。
另外,当在镀银层的表面应用表面处理剂时,设置在其上的密封材料等有时易于发生剥离。
本发明鉴于上述事实而完成,本发明的第三目的在于提供具有镀银层的耐变色性优异的防变色膜、同时密封材料不易剥离的发光装置、及银的变色(腐蚀)防止性优异、能够对银的表面赋予优异的耐变色性且可以减小对密封材料等的影响的银用表面处理剂。
本发明者们发现在发光装置的基板中、当设置含有层状硅酸化合物的层时,有发生电化学迁移、电极间发生变色的情况。发光装置为了长期地维持充分的发光强度,要求迁移不易发生的绝缘可靠性。
本发明的第四目的在于提供具有镀银层的耐变色性和绝缘可靠性这两者均优异的防变色膜的发光装置。
用于解决技术问题的方法
本发明一个侧面的光半导体装置具备在表面形成有镀银层的基板;接合于镀银层的发光二极管;由环绕发光二极管的光反射面形成收纳发光二极管的内侧空间的光反射部;将镀银层被覆的防银硫化膜;填充在内侧空间、将发光二极管密封的透明密封部,防银硫化膜具有阻气层和配置在阻气层的下层并具有粘接性的底涂层,所述阻气层具有由粘土产生的阻气性,透明密封部与底涂层接触。
通过本发明一个侧面的光半导体装置,由于镀银层被具有由粘土产生的阻气性的阻气层被覆,因此可以抑制镀银层的硫化。由此,可以大幅度地抑制因镀银层发生黑色化所导致的光半导体装置的照度降低。而且,作为防银硫化膜,通过将具有粘接性的底涂层配置在阻气性的下层、使透明密封部与该底涂层接触,从而与没有底涂层的情况或者底涂层与透明密封树脂不接触的情况相比,可以抑制透明密封部发生剥离。
作为一个实施方式,底涂层可以形成在光反射面上、阻气层在光反射面上可以层叠于底涂层的一部分、透明密封部在光反射面上的阻气层未层叠于底涂层的位置可以与阻气层接触。防银硫化膜对镀银层的被覆例如可如下进行:将用溶剂对阻气层及底涂层的溶质进行稀释得到的稀释液滴加或散布在光反射部的内侧空间,之后使溶剂干燥。但是,由于内侧空间小,难以将稀释液仅滴加或散布在镀银层上。因此,通过允许防银硫化膜将光反射面被覆,可以容易地进行防银硫化膜对镀银层的被覆。而且,即便是这种情况,由于在光反射面上的阻气层未层叠于底涂层的位置上,透明密封部与阻气层接触,因此可以抑制透明密封部发生剥离。
另外,作为一个实施方式,发光二极管可以是发出蓝色光的蓝色发光二极管。光反射面将自发光二极管发出的光反射、自光半导体装置输出,但具有由粘土产生的阻气性的阻气层具有增大蓝色光的频带的作用,因此通过用该阻气层将光反射面被覆,可以增大自蓝色发光二极管发出的蓝色光的反射效率。
另外,作为一个实施方式,阻气层也可在光反射面上不层叠于底涂层上。如此,通过不将阻气层在光反射面上层叠于底涂层,可以增大透明密封部与底涂层的接触面积,因此可以进一步抑制透明密封部发生剥离。
另外,作为一个实施方式,也可以是底涂层形成在光反射面上、阻气层在光反射面上层叠于底涂层上、透明密封部与沿着光反射面拉伸的底涂层的前端面接触。如此,即便是阻气层形成于光反射面上,通过使沿着光反射面拉伸的底涂层的前端面与透明树脂接触,可以进一步抑制透明密封部发生剥离。
另外,作为一个实施方式,在光反射部上可以形成与光反射面邻接、位于内侧空间外侧的顶面,底涂层可以形成在顶面的至少一部分,阻气层可以在光反射面上层叠于底涂层上,透明密封部可以在顶面上与底涂层接触。防银硫化膜对镀银层的被覆例如可如下进行:将用溶剂对阻气层及底涂层的溶质进行稀释得到的稀释液滴加或散布在光反射部的内侧空间,之后使溶剂干燥。但是,由于光反射部的内侧空间小,因此难以将稀释液仅滴加或散布在镀银层上。因此,通过允许防银硫化膜将光反射面的整个面被覆,可以容易地进行防银硫化膜对镀银层的被覆。而且,即便是这种情况,由于在光反射部的顶面上透明密封部与底涂层接触,因此可以抑制透明密封部发生剥离。
本发明一个侧面的光半导体装置具备在表面形成有镀银层的基板;接合于镀银层的发光二极管;由环绕发光二极管的光反射面形成收纳发光二极管的内侧空间的光反射部;填充在内侧空间、将发光二极管密封的透明密封部;和形成在离开基板的位置并具有由粘土产生的阻气性的阻气层。
通过本发明一个侧面的光半导体装置,由于形成有具有由粘土产生的阻气性的阻气层,因此可以抑制镀银层的硫化。由此,可以大幅度抑制因镀银层黑色化所导致的光半导体装置的照度降低。然而,具有由粘土产生的阻气性的阻气层通过将层厚均一化,阻气性提高。另一方面,由于形成有镀银层的基板表面变得凹凸,因而当在基板表面形成阻气层时,难以将阻气层的层厚均一化。因此,通过在离开基板的位置形成阻气层,可以将阻气层的层厚均一化。由此,可以提高阻气层的阻气性。
作为一个实施方式,还可以在阻气层与基板之间配置透明密封部。如此,通过在阻气层与基板之间配置透明密封部,由于阻气层变得离开基板,因此可以防止阻气层与基板之间的迁移。
另外,作为一个实施方式,阻气层还可埋设在透明密封部中。如此,由于阻气层埋设在透明密封部中,因此可以防止阻气层发生剥离。
另外,作为一个实施方式,阻气层还可形成在透明密封部的表面上。如此,由于将阻气层形成在透明密封部的表面,因此可以容易地形成透明密封部及阻气层。
另外,作为一个实施方式,还可以进一步具备形成在基板及光反射面上、层叠有阻气层的底涂层。如此,通过在基板与阻气层之间形成底涂层,可以不在基板与阻气层之间填充透明密封部、而是将阻气层配置在离开基板的位置上。而且,由于利用底涂层将形成阻气层的面平坦化,与直接在基板上形成有阻气层的情况相比,可以将阻气层的层厚均一化。由此,可以提高阻气层的阻气性。
另外,作为一个实施方式,还可以进一步具备形成在镀银层的表面上、具有由粘土产生的阻气性的第二阻气层。如此通过在镀银层的表面上形成第二阻气层,可以容易地将阻气层多层化。由此,可以进一步提高阻气性。
另外,作为一个实施方式,还可以进一步具备接合于基板和发光二极管的接合线,第二阻气层还可以将接合线覆盖。如此,通过接合线被第二阻气层覆盖,在使接合线的材料为银时,可以抑制接合线发生硫化。
另外,作为一个实施方式,第二阻气层还可以将光反射面覆盖。如此,通过光反射面被第二阻气层覆盖,可以抑制光反射面的氧化。由此,可以大幅度地抑制因光反射面发出变色所导致的光半导体装置的照度降低。
本发明一个侧面的光半导体装置的制造方法具备以下工序:准备中间部件的准备工序,所述中间部件具备表面形成有镀银层、在镀银层上接合有发光二极管的基板;接合于镀银层的发光二极管;和由环绕发光二极管的光反射面形成收纳发光二极管的内侧空间的光反射部;将透明密封部填充在内侧空间、利用透明密封部将发光二极管密封的透明密封部密封工序;和在离开基板的位置形成具有由粘土产生的阻气性的阻气层的阻气层形成工序。
通过本发明一个侧面的光半导体装置的制造方法,由于形成具有由粘土产生的阻气性的阻气层,因此可以抑制镀银层的硫化。由此,可以大幅度地抑制因镀银层黑色化所导致的光半导体装置的照度降低。然而,具有由粘土产生的阻气性的阻气层通过将层厚均一化,阻气性提高。另一方面,由于形成镀银层的基板表面变得凹凸,因此当在基板表面上形成阻气层时,变得难以将阻气层的层厚均一化。因此,通过在离开基板的位置形成阻气层,可以将阻气层的层厚均一化。由此,可以提高阻气层的阻气性。
作为一个实施方式,还可以进一步具备在基板及光反射面上形成层叠阻气层的底涂层的底涂层形成工序。如此,通过在基板与阻气层之间形成底涂层,可以不在基板与阻气层之间填充透明密封部、而是在离开基板的位置形成阻气层。而且,由于利用底涂层将形成阻气层的面平坦化,因此与在基板上直接形成阻气层的情况相比,可以将阻气层的层厚均一化。由此,可以提高阻气层的阻气性。
另外,作为一个实施方式,还可以进一步具备在镀银层的表面上形成具有由粘土产生的阻气性的第二阻气层的第二阻气层形成工序。如此,通过在镀银层的表面形成第二阻气层,可以容易地将阻气层多层化。由此,可以进一步提高阻气性。
本发明一个侧面的发光装置具备具有镀银层的基板、搭载于基板上的发光二极管和至少将镀银层的表面被覆的复层膜,复层膜具有含层状硅酸化合物的第1层和含除层状硅酸化合物以外的第2硅酸化合物的第2层。
本发明一个侧面的发光装置通过具备上述复层膜,可以利用第1层表现对硫化氢等气体的气体遮蔽性、可以对镀银层的表面赋予优异的耐变色性,通过进一步含有第2层,可以提高第1层的耐水性及对银的粘接力、以及与发光装置的被覆、密封等中使用的透明密封树脂的密合性。由此,可以在具有镀银层的耐变色性优异的防变色膜的同时,实现密封材料不易剥离的发光装置。另外,上述复层膜能够具有充分的透光性、能够在不妨碍发光装置的发光特性的情况下抑制镀银层的变色。
本发明一个侧面的发光装置优选在上述镀银层的表面上按顺序设有上述第2层和上述第1层。
上述发光装置还可以被透明密封树脂被覆或密封。
本发明一个侧面的银用表面处理剂具有含层状硅酸化合物的A液和含有除层状硅酸化合物以外的第2硅酸化合物的B液。
通过本发明一个侧面的银用表面处理剂,可以形成具有由A液形成的第1层和由B液形成的第2层的复层膜,由此,银的变色(腐蚀)防止性优异、能够对银的表面赋予优异的耐变色性且可以减小对密封材料等的影响。另外,通过本发明一个侧面的银用表面处理剂,可以形成透明性及密合性优异的防变色膜,因此当应用于具有镀银层的发光装置时,可以形成在不妨碍发光装置的发光特性的情况下能够充分地抑制镀银层的变色的防变色膜。
本发明一个侧面的银用表面处理剂中,上述第2硅酸化合物优选是有机硅系树脂或无机玻璃。
另外,上述层状硅酸化合物的平均长边长度优选为30nm以上且50000nm以下。通过使用平均长边长度达到这样的范围的层状硅酸化合物,可以更充分地抑制银的变色。
本发明一个侧面的发光装置具备具有镀银层的基板;搭载于基板上的发光二极管和至少将镀银层的表面被覆的复层膜,复层膜具有含有氧透过率为0.0001~10cc/m2·24h·atm的化合物的第1层和含有体积电阻率为1010~1016Ω·cm的化合物的第2层。
通过本发明一个侧面的发光装置,上述复层膜能够作为镀银层的耐变色性和绝缘可靠性这两者均优异的防变色膜发挥功能,能够长期地维持充分的发光强度。
本发明一个侧面的发光装置优选在上述镀银层的表面上按顺序设有上述第2层和上述第1层。
上述的发光装置还可以被透明密封树脂被覆或密封。此时,由于上述复层膜可以变得与透明密封树脂的密合性优异,因此不易发出因密封树脂的剥离所导致的问题。
发明效果
通过本发明,可以提供在抑制镀银层硫化的同时、能够抑制透明密封部剥离的光半导体装置。
通过本发明,可以提供在抑制镀银层硫化的同时、能够提高阻气性的光半导体装置。
通过本发明,可以提供在具有镀银层的耐变色性优异的防变色膜的同时、密封材料不易剥离的发光装置;及银的变色(腐蚀)防止性优异、能够对银的表面赋予优异的耐变色性、且可减小对密封材料等的影响的银用表面处理剂。
通过本发明的银用表面处理剂,例如可以防止在电子部件、发光二极管等照明设备等中使用的银、特别是银蒸镀面的变色(腐蚀)。
通过本发明,可以提供具有镀银层的耐变色性和绝缘可靠性均优异的防变色膜的发光装置。
附图说明
图1为第1实施方式的光半导体装置的截面图。
图2为图1所示的光半导体装置的俯视图。
图3为用于说明使用了蒙脱石的防硫化膜的构成的概念图。
图4为用于说明底涂层的形成方法的图。
图5为用于说明阻气层的被覆方法的图。
图6为第2实施方式的光半导体装置的截面图。
图7为用于说明阻气层的被覆方法的图。
图8为第3实施方式的光半导体装置的截面图。
图9为第4实施方式的光半导体装置的截面图。
图10为第5实施方式的光半导体装置的截面图。
图11为图10所示的光半导体装置的俯视图。
图12为用于说明使用了蒙脱石的防硫化膜的构成的概念图。
图13为表示第5实施方式的光半导体装置的制造方法的流程图。
图14为表示第5实施方式的光半导体装置的制造工序的图。
图15为表示第5实施方式的光半导体装置的制造工序的图。
图16为表示第6实施方式的光半导体装置的截面图。
图17为表示第6实施方式的光半导体装置的制造方法的流程图。
图18为第7实施方式的光半导体装置的截面图。
图19为表示第7实施方式的光半导体装置的制造方法的流程图。
图20为第8实施方式的光半导体装置的截面图。
图21为表示第8实施方式的光半导体装置的制造方法的流程图。
图22为第9实施方式的光半导体装置的截面图。
图23为第10实施方式的光半导体装置的截面图。
图24为表示第10实施方式的光半导体装置的制造方法的流程图。
图25为发光装置的截面图。
图26为图25所示的发光装置的俯视图。
图27为表示层状硅酸化合物的一例的示意图。
图28为表示第11及第12实施方式的发光装置的制造方法的流程图。
图29为实施方式的银用表面处理剂的涂布工序后的发光装置的截面图。
图30为干燥工序后的发光装置的截面图。
图31为透明密封树脂填充工序后的发光装置的截面图。
图32为用于说明由实施方式的银用表面处理剂形成的防变色膜的构成的概念图。
图33为表示第13及第14实施方式的发光装置的制造方法的流程图。
图34为通过图33的制造方法制造的发光装置的截面图。
图35为表示第15及第16实施方式的发光装置的制造方法的流程图。
图36为通过图35的制造方法制造的发光装置的截面图。
图37为对在实施例中使用银用表面处理剂形成的防变色膜之一例进行拍摄得到的截面TEM照片。
具体实施方式
以下参照附图详细地说明本发明一个侧面的光半导体装置的优选实施方式。其中,所有图中相同或相当部分使用相同符号。
[第1实施方式]
图1为第1实施方式的光半导体装置的截面图。图2为图1所示的光半导体装置的俯视图。如图1及图2所示,实施方式的光半导体装置1一般被分类为“表面安装型”。该光半导体装置1具备基板10、接合于基板10表面的蓝色发光二极管30、按照环绕蓝色发光二极管30的方式设置在基板10表面上的反射体20、填充在反射体20中将蓝色发光二极管30密封的透明密封部40、和将镀银层16被覆的防银硫化膜70。另外,图2中省略了透明密封部40的图示。
基板10在绝缘性基体12的表面上布线有镀铜板14、在镀铜板14的表面上形成有镀银层16。镀银层16配置在基板10的表面上、成为与蓝色发光二极管30导通的电极。其中,镀银层16只要是含银的镀覆层、则可以是任何组成。例如,还可以通过仅将银镀覆来形成镀银层16,也可通过按顺序将镍及银镀覆来形成镀银层16。镀铜板14及镀银层16对阳极侧及阴极侧绝缘。阳极侧的镀铜板14及镀银层16与阴极侧的镀铜板14及镀银层16之间的绝缘例如可如下进行:使阳极侧的镀铜板14及镀银层16与阴极侧的镀铜板14及镀银层16分离、适当地向其中插入树脂及陶瓷等绝缘层,从而进行。
将蓝色发光二极管30芯片焊接在阳极侧及阴极侧的任一个镀银层16上,介由芯片焊接材料32与该镀银层16导通。另外,将蓝色发光二极管30引线接合在阳极侧及阴极侧的任何另一个镀银层16上,介由接合线34与该镀银层16导通。
反射体20是在填充用于将蓝色发光二极管30密封的透明密封部40的同时、将自蓝色发光二极管30发出的光向光半导体装置1的表面侧反射的光反射部。反射体20按照将蓝色发光二极管30环绕的方式、自基板10的表面设立,形成在内侧收纳蓝色发光二极管30的内侧空间22。并且,反射体20具备光反射面20a、顶面20b和外周面20c。光反射面20a在俯视图(参照图2)中形成为圆形,形成将蓝色发光二极管30环绕、收纳蓝色发光二极管30的内侧空间22。即,利用环绕蓝色发光二极管30的光反射面20a形成收纳蓝色发光二极管30的内侧空间22。顶面20b与光反射面20a邻接、位于内侧空间22的外侧,从光反射面20a的表侧端缘向内侧空间22的相反侧扩展。外周面20c在俯视图(参照图2)中形成为矩形,从基板10的表面10a向顶面20b的外侧端缘竖起。光反射面20a及外周面20c的形状并无特别限定,从提高光半导体装置1的照度的观点出发,优选光反射面20a形成为随着离开基板10而直径增大的截锥形状(漏斗状),从提高光半导体装置1的集成度的观点出发,外周面20c优选形成与基板10垂直的四边形形状。其中,附图中作为光反射面20a的形成例,图示了位于基板10侧的下部分变得与基板10垂直、位于基板10的相反侧的上部分随着离开基板10而直径增大。
反射体20由含有白色颜料的热固化性树脂组合物的固化物构成。热固化性树脂组合物从反射体20的形成容易性的观点出发,优选在热固化前能够在室温(25℃)下进行加压成型。
作为热固化性树脂组合物中含有的热固化性树脂,可以使用环氧树脂、有机硅树脂、聚氨酯树脂、氰酸酯树脂等各种树脂。特别是由于环氧树脂与各种材料的粘接性优异,因此优选。
作为白色颜料,可以使用氧化铝、氧化镁、氧化锑、氧化钛或氧化锆等。其中,从光反射性的角度出发优选氧化钛。作为白色颜料可以使用无机中空粒子。作为无机中空粒子的具体例子,可举出硅酸钠玻璃、铝硅酸玻璃、硼硅酸钠玻璃、白砂等。
透明密封部40填充在反射体20的由光反射面20a形成的内侧空间22中,将蓝色发光二极管30密封。该透明密封部40由具有透光性的透明密封树脂构成。透明密封树脂中除了完全透明的树脂之外,还包含半透明的树脂。作为透明密封树脂,优选弹性模量在室温(25℃)下为1MPa以下者。特别是从透明性的角度出发,优选采用有机硅树脂或丙烯酸树脂。透明密封树脂还可以进一步含有将光扩散的无机填充材料或以由蓝色发光二极管30发出的蓝色光为激发源形成白色光的荧光体42。
防银硫化膜70含有具有由粘土产生的阻气性的阻气层50和配置在阻气层50下层并具有粘接性的底涂层60。
阻气层50通过将镀银层16被覆来抑制镀银层16的硫化。阻气层50是含粘土的层。作为构成阻气层50的粘土,可以使用天然粘土及合成粘土中的任一种,例如可以使用富镁蒙脱石、锂蒙脱石、皂石、蒙脱石及贝得石中的任1种以上。特别是,天然粘土的蒙脱石如图3所示,厚度H为1nm以下、长度L为10nm以上且400nm以下时,长宽比高、气体的经过路径变长,因此阻气性优异。
阻气层50的膜厚优选为0.01μm以上且1000μm以下、更优选为0.03μm以上且500μm以下、更优选为0.05μm以上且100μm以下、进一步优选为0.05μm以上且10μm以下、更进一步优选为0.05μm以上且1μm以下。通过使阻气层50的膜厚为0.01μm以上且1000μm以下,可以兼顾对镀银层16的阻气性和阻气层50的透明性。此时,通过使阻气层50的膜厚为0.03μm以上且500μm以下、0.05μm以上且100μm以下、0.05μm以上且10μm以下、0.05μm以上且1μm以下,可以进一步提高该效果。
底涂层60通过配置在反射体20与透明密封部40之间,抑制透明密封部40与反射体20的剥离。作为底涂层60,优选具有粘接性及绝缘性的层,例如可以使用含有硅酸化合物的层。作为硅酸化合物,例如可举出硅橡胶等的有机硅系树脂及无机玻璃。
本实施方式中使用的硅酸化合物从因其柔软性获得粘接性的观点出发,优选线膨胀系数为180ppm~450ppm。通过使线膨胀系数为180ppm以上,确保由柔软性产生的粘接性变得容易,而通过使线膨胀系数为450ppm以下,例如能够通过被覆或密封中使用的透明密封树脂来抑制底涂层产生变形。从提高由柔软性产生的粘接性的观点出发,硅酸化合物更优选线膨胀系数为200ppm~450ppm,从提高与被覆或密封中使用的透明密封树脂的粘接可靠性的观点出发,更优选为200ppm~350ppm。
本实施方式中使用的硅酸化合物从确保绝缘性的观点出发,优选体积电阻率为1010~1016Ω·cm,从提高绝缘性的观点出发,更优选为1012~1016Ω·cm、进一步优选为1013~1016Ω·cm。另外,硅酸化合物的体积电阻率是指将硅酸化合物3g涂布在带铜电极的基板上,在150℃下干燥3小时,获得体积电阻率测定试验片,对该测定试验片根据JISC2139进行测定的值。
底涂层60的膜厚从粘接性的观点出发,优选为10nm~1000nm,从耐水性的观点出发更优选为30nm~1000nm,从有效地表现阻气层50的阻气性的观点出发,更优选为30~500nm。
阻气层50可以如下形成:将用溶剂稀释上述粘土得到的粘土稀释液滴加或散布在反射体20的内侧空间22中之后,将溶剂除去和/或固化。
底涂层60可以如下形成:将用溶剂稀释上述硅酸化合物得到的底涂稀释液滴加或散布在反射体20的内侧空间22中之后,将溶剂除去和/或固化。
并且,通过在底涂层60上层叠阻气层50,可以在确保透明性的同时、提高防银硫化膜70的耐水性及对镀银层16的粘接力,同时可以抑制被覆或密封中使用的透明密封部40与光反射面20a之间的剥离。
阻气层50及底涂层60的具体配置如下所述。底涂层60形成在镀银层16及光反射面20a的整个面上,阻气层50将镀银层16及光反射面20a的一部分被覆。底涂层60中,将形成于光反射面20a上的部分称作底涂层反射面部60a。底涂层反射面部60a形成有层叠了阻气层50的被覆部和未层叠阻气层50的露出部U,透明密封部40与底涂层60的露出部U接触。其中,阻气层50只要将镀银层16被覆即可,可以将蓝色发光二极管30被覆、也可不被覆。
露出部U与底涂层反射面部60a的面积比例(以下称作“露出部U的面积比例”)并无特别限定,优选为1~99%、更优选为5~95%、特别优选为10~90%。通过使露出部U的面积比例为1%以上,可以确保底涂层60与透明密封部40的接合强度。此外,通过使露出部U的面积比例为5%以上、进而为10%以上,可以进一步提高该效果。通过使露出部U的面积比例为99%以下,可以容易地进行阻气层50的被覆。此外,通过使露出部U的面积比例为95%以下、进一步为90%以下,可以进一步提高该效果。
然而,使用了上述粘土的阻气层50只要是为0.01μm以上且1000μm以下的层厚,则具有充分的透光性。因此,即便是利用阻气层50将光反射面20a被覆,也不会对反射体20的反射特性造成大的影响。而且,作为天然粘土的蒙脱石的薄膜具有增大蓝色光的频带的作用。因而,通过利用使用了作为天然粘土的蒙脱石的阻气层50将光反射面20a被覆,自蓝色发光二极管30发出的蓝色光的反射效率增大。
接着,参照图4、图5及图1,对半导体装置1的制造方法中的防银硫化膜70的形成方法及透明密封部40的填充方法进行说明。图4是用于说明底涂层的形成方法的图。图5是用于说明阻气层的被覆方法的图。
首先,如图4(a)所示,将底涂稀释液M滴加或散布在反射体20的内侧空间22中。此时,如图4(a)所示,调节底涂稀释液M的滴加量或散布量,用底涂稀释液M将光反射面20a的整个面覆盖。之后,将底涂稀释液M的溶剂干燥。这样,如图4(b)所示,在被底涂稀释液M覆盖的整个范围、即在镀银层16、蓝色发光二极管30及光反射面20a的整个面上形成底涂层60。
形成底涂层60时,如图5(a)所示,将粘土稀释液L滴加或散布在反射体20的内侧空间22中。此时,按照整个镀银层16被粘土稀释液L覆盖且光反射面20a的一部分被粘土稀释液L覆盖的方式(光反射面20a的一部分未被粘土稀释液L覆盖),调节粘土稀释液L的滴加量或散布量。之后,将粘土稀释液L的溶剂干燥。如此,如图5(b)所示,在被粘土稀释液L覆盖的整个范围、即在镀银层16、蓝色发光二极管30及底涂层反射面部60a的一部分上,将阻气层50层叠在底涂层60上。
形成阻气层50时,如图1所示,将含有荧光体42的透明密封部40填充在内侧空间22中,利用该透明密封部40将蓝色发光二极管30密封。此时,如图图5(b)所示,由于露出部U上未层叠阻气层50,因此透明密封部40在底涂层反射面部60a中与露出部U接触。由此,获得接合有作为光反射面20a一部分的露出部U与透明密封部40的光半导体装置1。
如此,通过本实施方式的光半导体装置1,由于镀银层16被具有由粘土产生的阻气性的阻气层50所被覆,因此可以抑制镀银层16的硫化。由此,可以大幅度抑制因镀银层16黑色化所导致的光半导体装置1的照度降低。并且,作为防银硫化膜70,通过将具有粘接性的底涂层配置在阻气层50的下层、使透明密封部40与该底涂层60接触,与没有底涂层60的情况或者底涂层60与透明密封树脂未接触的情况相比,可以抑制透明密封部40发生剥离。
另外,由于内侧空间22小,因此难以将粘土稀释液L及底涂稀释液M仅滴加或散布在镀银层16上。因此,通过允许阻气层50及底涂层60将光反射面20a被覆,可以容易地进行阻气层50及底涂层60对镀银层16的被覆。而且,即便是此时,由于在底涂层反射面部60a的露出部U中、透明密封部40与底涂层60接触,因此可以抑制透明密封部40发生剥离。
另外,光反射面20a将自蓝色发光二极管30产生的光反射、自光半导体装置1输出,但由于具有由粘土产生的阻气性的阻气层50有增大蓝色光的频带的作用,因而通过利用阻气层50将光反射面20a被覆,可以增大自蓝色发光二极管30产生的蓝色光的反射效率。
[第2实施方式]
接着,对第2实施方式进行说明。第2实施方式基本上与第1实施方式是同样的,仅阻气层的形成位置与第1实施方式不同。因此,以下的说明中仅说明与第1实施方式不同的事项,省略与第1实施方式相同的说明。
图6是第2实施方式的光半导体装置的截面图。如图6所示,第2实施方式的光半导体装置2代替第1实施方式的防银硫化膜70具备防银硫化膜72。
防银硫化膜72具备阻气层52和底涂层60。阻气层52基本上与阻气层50是同样的,但在未将光反射面20a被覆这点上与阻气层50不同。即,阻气层52未层叠在底涂层反射面部60a上,底涂层反射面部60a相对于阻气层52整个面露出。因此,透明密封部40与底涂层反射面部60a的整个面接触。其中,阻气层52只要将镀银层16被覆即可,可以将蓝色发光二极管30被覆、也可以不被覆。
图7是用于说明阻气层的被覆方法的图。如图7(a)所示,形成底涂层60之后,将粘土稀释液L滴加或散布在反射体20的内侧空间22。此时,镀银层16的整个面被粘土稀释液L覆盖,但按照光反射面20a及底涂层反射面部60a不被粘土稀释液L覆盖的方式,调节粘土稀释液L的滴加量或散布量。之后,将粘土稀释液L的溶剂干燥。如此,如图7(b)所示,在被粘土稀释液L覆盖的整个范围、即镀银层16、蓝色发光二极管30及底涂层反射面部60a的整个面上,将阻气层52层叠在底涂层60上。
如此,根据第2实施方式,通过阻气层52在光反射面20a上未层叠于底涂层60,由于可以增大透明密封部40与底涂层60的接触面积,因而可以进一步抑制透明密封部40发生剥离。
[第3实施方式]
接着,对第3实施方式进行说明。第3实施方式基本上与第1实施方式是同样的,仅底涂层及阻气层的形成位置与第1实施方式不同。因此,以下的说明中仅说明与第1实施方式不同的事项,省略与第1实施方式相同的说明。
图8是第3实施方式的光半导体装置的截面图。如图8所示,第3实施方式的光半导体装置3代替第1实施方式的防银硫化膜70具备防银硫化膜73。
防银硫化膜73具备底涂层63和阻气层53。
底涂层63基本上与底涂层60是同样的,但在未形成于光反射面20a上的整个面这点上与底涂层60不同。底涂层63中,将形成于光反射面20a上的部分称作底涂层反射面部63a。另外,光反射面20a中,将顶面20b侧的端部称作上端部20d。并且,仅在光反射面20a中除去上端部20d的部分上形成底涂层63而未在该上端部20d上形成底涂层63。即,底涂层反射面部63a从镀银层16沿着光反射面20a拉伸至顶面20b的前面。
阻气层53基本上与阻气层50是同样的,但在光反射面20a上层叠于底涂层反射面部63a的大致整体这点上与阻气层50不同。进而,沿着光反射面20a拉伸的底涂层反射面部43a的前端63b、即底涂层反射面部43a的顶面20b侧的前端面63b自阻气层53露出,该前端面63b与透明密封部40接触。
作为使底涂层反射面部63a的前端面63b自阻气层53露出的方法,例如可举出下述方法:在形成底涂层63之后,以前端面63b不被粘土稀释液L覆盖的程度、将粘土稀释液L滴加或散布在内侧空间22中,使粘土稀释液L的溶剂干燥。
如此,根据第3实施方式,即便是将阻气层53层叠在底涂层反射面部63a的大致整体上,通过使沿着光反射面20a拉伸的底涂层反射面部43a的前端面63b与透明密封树脂接触,可以抑制透明密封部40发生剥离。
[第4实施方式]
接着,对第4实施方式进行说明。第4实施方式基本上与第1实施方式是同样的,仅底涂层、阻气层及透明密封树脂的形成位置与第1实施方式不同。因此,以下的说明中仅说明与第1实施方式不同的事项,省略与第1实施方式相同的说明。
图9是第4实施方式的光半导体装置的截面图。如图9所示,第4实施方式的光半导体装置4代替第1实施方式的底涂层60、阻气层50及透明密封部40而具备底涂层64、阻气层54及透明密封树脂44。
底涂层64基本上与底涂层60是同样的,但在形成超过光反射面20a直至顶面20b这点上与底涂层60不同。底涂层64中,将形成于光反射面20a的部分称作底涂层反射面部64a、将形成于顶面20b上的部分称作底涂层顶面部64b。
阻气层54基本上与阻气层50是同样的,但在层叠于底涂层反射面部64a整体这点上与阻气层50不同。但是,阻气层54未被覆盖至底涂层顶面部64b。因此,底涂层顶面部64b自阻气层54露出。
透明密封树脂44基本上与透明密封部40是同样的,超过反射体20的内侧空间而达到顶面20b。并且,透明密封树脂44以与底涂层顶面部64b接触的状态将底涂层顶面部64b密封。
如此,根据第4实施方式,即便是将阻气层54层叠在底涂层反射面部64a整体上,通过形成底涂层顶面部64b并使该底涂层顶面部64b与透明密封树脂44接触,也可抑制透明密封树脂44发生剥离。
另外,由于内侧空间22小,因此难以仅将粘土稀释液L及底涂稀释液M滴加或散布在镀银层16上。因此,通过允许阻气层54及底涂层64将光反射面20a的整个面被覆,可以容易地进行阻气层54及底涂层64对镀银层16的的被覆。而且,即便是这种情况,由于透明密封部40与底涂层顶面部64b接触,也可抑制透明密封部40发生剥离。
以上对本发明一个侧面的优选实施方式进行说明,但本发明并不限定于上述实施方式。
例如,上述实施方式中作为与基体12和反射体20不同的部件进行了说明,但也可以一体地形成。
另外,上述实施方式中,作为接合于光半导体装置1的发光二极管,以采用产生蓝色光的蓝色发光二极管30者为例进行了说明,但也可采用产生除蓝色以外的光的发光二极管。
以下参照附图对实施方式的光半导体装置及其制造方法的优选实施方式详细地进行说明。其中,所有图中相同或相当部分使用相同符号。
[第5实施方式]
如图10及图11所示,实施方式的光半导体装置101一般被分类为“表面安装型”。该光半导体装置101具备基板110、接合于基板110表面的蓝色发光二极管130、按照环绕蓝色发光二极管130的方式设置在基板110表面上的反射体120、填充在反射体120中将蓝色发光二极管130密封的透明密封部140和将镀银层116被覆的阻气层150。另外,图11中省略了透明密封部140的图示。其中,本实施方式中,“将镀银层116覆盖”是指直接或间接地将镀银层116覆盖。间接地将镀银层116覆盖是指例如介由其他部件覆盖在与镀银层116之间。
基板110在绝缘性基体112的表面上布线有镀铜板114、在镀铜板114的表面上形成镀银层116。但基板110的构造并不限定于此,可以适当地变更。镀银层116配置在基板110的表面上、成为与蓝色发光二极管130导通的电极。另外,镀银层116只要是含银的镀覆层、则可以是任何组成。例如,还可以通过仅将银镀覆来形成镀银层116,也可通过按顺序将镍及银镀覆来形成镀银层116。镀铜板114及镀银层116对阳极侧及阴极侧绝缘。阳极侧的镀铜板114及镀银层116与阴极侧的镀铜板114及镀银层116之间的绝缘例如可如下进行:使阳极侧的镀铜板114及镀银层116与阴极侧的镀铜板114及镀银层116分离、适当地向其中插入树脂及陶瓷等绝缘层。
将蓝色发光二极管130芯片焊接在阳极侧及阴极侧中的任一个的镀银层116上,介由芯片焊接材料132与该镀银层116导通。另外,将蓝色发光二极管130引线接合在阳极侧及阴极侧的任何另一个的镀银层116上,介由接合线134与该镀银层116导通。
反射体120是在填充用于将蓝色发光二极管130密封的透明密封部140的同时、将自蓝色发光二极管130发出的光向光半导体装置101的表面侧反射的光反射部。反射体120按照将蓝色发光二极管130环绕的方式、自基板110的表面设立,形成在内侧收纳蓝色发光二极管130的内侧空间122。因此,内侧空间122的基板110的相反侧变成内侧空间122的开口124。此外,反射体120具备光反射面120a、顶面120b和外周面120c。光反射面120a在俯视图(参照图11)中形成为圆形,形成将蓝色发光二极管130环绕、收纳蓝色发光二极管130的内侧空间122。即,利用环绕蓝色发光二极管130的光反射面120a,形成收纳蓝色发光二极管130的内侧空间122。顶面120b与光反射面120a邻接、位于内侧空间122的外侧,从光反射面120a的表侧端缘向内侧空间122的相反侧扩展。外周面120c在俯视图(参照图11)中形成为矩形,从基板110的表面110a向顶面120b的外侧端缘竖起。光反射面120a及外周面120c的形状并无特别限定,从提高光半导体装置101的照度的观点出发,优选光反射面120a形成为随着离开基板110而直径扩大的截锥形状(漏斗状),从提高光半导体装置101的集成度的观点出发,外周面120c优选形成与基板110垂直的四边形形状。其中,附图中作为光反射面120a的形成例,图示了位于基板110侧的下部分变得与基板110垂直、位于基板110的相反侧的上部分随着离开基板110而直径增大。
反射体120由含有白色颜料的热固化性树脂组合物的固化物形成。热固化性树脂组合物从反射体120的形成容易性的观点出发,优选在热固化前在室温(25℃)下能够加压成型。
作为热固化性树脂组合物中含有的热固化性树脂,可以使用环氧树脂、有机硅树脂、聚氨酯树脂、氰酸酯树脂等各种树脂。特别是环氧树脂由于对各种材料的粘接性优异,因此优选。
作为白色颜料,可以使用氧化铝、氧化镁、氧化锑、氧化钛或氧化锆等。其中,从光反射性的角度出发优选氧化钛。作为白色颜料还可以使用无机中空粒子。作为无机中空粒子的具体例子,可以举出硅酸钠玻璃、铝硅酸玻璃、硼硅酸钠玻璃、白砂等。
透明密封部140被填充在由反射体120的光反射面120a形成的内侧空间122中,将蓝色发光二极管130密封。该透明密封部140由具有透光性的透明密封树脂构成。透明密封树脂除了完全透明的树脂之外,还包括半透明的树脂。作为透明密封树脂,优选弹性模量在室温(25℃)下为1MPa以下。特别是,从透明性的角度出发,优选采用有机硅树脂或丙烯酸树脂。透明密封树脂还可进一步含有将光扩散的无机填充材料或以由蓝色发光二极管130发出的蓝色光为激发源形成白色光的荧光体42。
阻气层150是具有由粘土产生的阻气性的阻气层,通过将镀银层116覆盖来抑制镀银层116的硫化。阻气层150被配置在离开基板110的位置上,自内侧空间122的开口124侧将镀银层116覆盖。阻气层150被埋设在透明密封部140中,阻气层150的表里面被透明密封部140密封。另外,阻气层150连接于将光反射面120a的内侧空间122围绕的整个一周,透明密封部140被阻气层150分为基板110侧的部分和开口124侧的部分。因此,在镀银层116上朝向开口124按顺序层叠有透明密封部140、阻气层150及透明密封部140。
阻气层150是含有粘土的层。作为构成阻气层150的粘土,可以使用天然粘土及合成粘土中的任一种,例如可以使用富镁蒙脱石、锂蒙脱石、皂石、蒙脱石及贝得石中的任1种以上。特别是,天然粘土的蒙脱石如图12所示,当厚度H为1nm以下、长度L为10nm以上且400nm以下时,长宽比高,气体的经过路径变长,因此阻气性优异。
阻气层150的层厚优选为0.01μm以上且1000μm以下、更优选为0.03μm以上且500μm以下、进一步优选为0.05μm以上且100μm以下、更进一步优选为0.05μm以上且10μm以下、更加优选为0.05μm以上且1μm以下。通过使阻气层150的层厚为0.01μm以上且1000μm以下,可以兼顾相对于镀银层116的阻气性和阻气层150的透明性。此时,通过使阻气层150的层厚为0.03μm以上且500μm以下、0.05μm以上且100μm以下、0.05μm以上且10μm以下、0.05μm以上且1μm以下,可以进一步提高该效果。
然而,使用了上述粘土的阻气层150只要是0.01μm以上且1000μm以下的层厚,则具有充分的透光性。因此,即便是用阻气层150将光反射面120a覆盖,也不会对反射体120的反射特性造成大的影响。而且,作为天然粘土的蒙脱石的薄膜具有放大蓝色光的频带的作用。因此,通过用使用了作为天然粘土的蒙脱石的阻气层150将光反射面120a覆盖,自蓝色发光二极管130产生的蓝色光的反射效率增大。
接着,参照图13~图15及图10对光半导体装置101的制造方法进行说明。图13是表示第5实施方式的光半导体装置的制造方法的流程图。图14及图15是表示第5实施方式的光半导体装置的制造工序的图。
首先,如图13及图14的(a)所示,进行准备中间部件108的准备工序(S111),所述中间部件108具备表面形成有镀银层116的基板110;接合于镀银层116的蓝色发光二极管130;和由环绕蓝色发光二极管130的光反射面120a形成收纳蓝色发光二极管130的内侧空间122的反射部120。
接着,如图13及图14的(b)所示,进行将含有荧光体142的透明密封部140填充到内侧空间122中,利用该透明密封部140将蓝色发光二极管130密封的透明密封部密封工序(S112)。此时,按照将透明密封部140填充到内侧空间122的一半程度的方式,调整透明密封部140的填充量。此时,可以利用或不利用透明密封部140将接合线134密封。之后,将透明密封部140干燥等,使其固化。
接着,如图13及图15的(a)所示,进行在离开基板110的位置上形成阻气层150的阻气层形成工序(S113)。阻气层形成工序中,首先将粘土稀释液L滴加或散布到填充有透明密封部140的内侧空间122中。此时,按照粘土稀释液L将透明密封部140的表面整体覆盖、与环绕光反射面120a内侧空间122的一周接触的方式,调节粘土稀释液L的滴加量或散布量。之后,将粘土稀释液L的溶剂干燥。如此,在透明密封部140的表面整体上形成与光反射面120a的一周连接的阻气层150。由此,镀银层116成为自开口124侧介由透明密封部140被阻气层150覆盖的状态。
接着,如图13及图10所示,进行将含有荧光体142的透明密封部140填充到形成有阻气层150的内侧空间122中,将内侧空间122完全地埋入的阻气层埋设工序(S114)。由此,将阻气层150埋设在透明密封部140中,在镀银层116上按顺序层叠透明密封部140、阻气层150及透明密封部140。
如此,通过本实施方式的光半导体装置101,由于镀银层116被具有由粘土产生的阻气性的阻气层150覆盖,因此可以抑制镀银层116的硫化。由此,可以大幅度抑制因镀银层116黑色化所导致的光半导体装置101的照度降低。然而,具有由粘土产生的阻气性的阻气层通过将层厚均一化,阻气性提高。另一方面,由于形成有镀银层116的基板110表面变得凹凸,因而当在基板110表面形成阻气层时,难以将阻气层的层厚均一化。因此,通过在离开基板110的位置上配置阻气层150,可以将阻气层150的层厚均一化。由此,可以提高阻气层150的阻气性。
此外,通过在阻气层150与基板110之间配置透明密封部140,由于阻气层150成为离开基板110的状态,因此可以防止阻气层150与基板110之间的迁移。
另外,由于阻气层150被埋设在透明密封部140中,因此可以防止阻气层150发生剥离。
[第6实施方式]
接着,对第6实施方式进行说明。第6实施方式基本上与第5实施方式是同样的,仅阻气层的形成位置与第5实施方式不同。因此,以下的说明中仅说明与第5实施方式不同的事项,省略与第5实施方式相同的说明。
图16是第6实施方式的光半导体装置的截面图。如图16所示,第6实施方式的光半导体装置102代替第5实施方式的阻气层150、具备形成于透明密封部140的表面上的阻气层151。
阻气层151与第5实施方式的阻气层150同样,是具有由粘土产生的阻气性的阻气层,通过将镀银层116覆盖,抑制镀银层116的硫化。阻气层151配置在离开基板110的位置上,自内侧空间122的开口124侧将镀银层116覆盖。并且,阻气层151形成于透明密封部140的表面及反射体120的顶面120b上,按照将内侧空间122整体覆盖的方式,与环绕顶面120b的内侧空间122的一周连接。因此,在镀银层116上朝向开口124地按顺序层叠有透明密封部140及阻气层151。另外,阻气层151的材料、构成、层厚等与第5实施方式的阻气层150是同样的。
接着,参照图16及图17说明光半导体装置102的制造方法。图17是表示第6实施方式的光半导体装置的制造方法的流程图。
如图16及图17所示,首先进行与第5实施方式同样的准备工序(S121)。
接着,进行将含有荧光体142的透明密封部140填充到内侧空间122中,利用该透明密封部140将蓝色发光二极管130密封的透明密封部密封工序(S112)。此时,按照将透明密封部140填充到内侧空间122的整体的方式,调整透明密封部140的填充量。
接着,进行在离开基板110的位置上形成阻气层151的阻气层形成工序(S123)。阻气层形成工序中,首先将粘土稀释液滴加或散布到填充有透明密封部140的表面及反射体120的顶面120b中。此时,按照粘土稀释液将透明密封部140的表面整体覆盖、与环绕顶面120b的内侧空间122的一周接触的方式,调节粘土稀释液的滴加量或散布量。之后,将粘土稀释液的溶剂干燥。如此,在透明密封部140的表面整体上形成与顶面120b的一周连接的阻气层151。由此,镀银层116成为自开口124侧介由透明密封部140被阻气层151覆盖的状态。
如此,通过本实施方式的光半导体装置102,由于阻气层151形成在透明密封部140的表面上,因此可以容易地形成透明密封部140及阻气层151。
[第7实施方式]
接着,对第7实施方式进行说明。第7实施方式基本上与第5实施方式是同样的,仅在新具备第二阻气层这点上与第5实施方式不同。因此,以下的说明中仅说明与第5实施方式不同的事项,省略与第5实施方式相同的说明。
图18是第7实施方式的光半导体装置的截面图。如图18所示,第7实施方式的光半导体装置103在第5实施方式的半导体装置101中新具备阻气层152。
第二阻气层152与第5实施方式的阻气层150同样,是具有由粘土产生的阻气性的阻气层,通过将镀银层116覆盖,抑制镀银层116的硫化。将第二阻气层152形成在基板110(镀银层116)的表面上,自内侧空间122的开口124侧将镀银层116覆盖。因此,将第二阻气层152直接层叠在镀银层116上。并且,在镀银层116上表面向开口124地按顺序层叠有第二阻气层152、透明密封部140、阻气层150及透明密封部140。其中,第二阻气层152的材料、构成、层厚等与第5实施方式的阻气层150是同样的。
接着,参照图18及图19对光半导体装置103的制造方法进行说明。图19是表示第7实施方式的光半导体装置的制造方法的流程图。
如图18及图19所示,首先进行准备中间部件的准备工序(S131),所述中间部件具备表面形成有镀银层116的基板110;接合于镀银层116的蓝色发光二极管130;和由环绕蓝色发光二极管130的光反射面120a形成收纳蓝色发光二极管130的内侧空间122的反射部120。其中,第6实施方式的准备工序中,准备未将蓝色发光二极管130与镀银层116引线接合的中间部件。
接着,进行在镀银层116的表面上形成第二阻气层152的第二阻气层形成工序(S132)。第二阻气层形成工序中,首先将粘土稀释液滴加或散布在内侧空间122中。此时,按照粘土稀释液将露出至内侧空间122的基板110的表面整体覆盖、与环绕光反射面120a的内侧空间122的一周接触的方式,调节粘土稀释液的滴加量或散布量。之后,将粘土稀释液的溶剂干燥。如此,在露出至内侧空间122的基板110的表面整体上形成与环绕光反射面120a内侧空间122的一周连接的第二阻气层152。由此,镀银层116成为自开口124侧被第二阻气层152覆盖的状态。
接着,进行将蓝色发光二极管130与覆盖有第二阻气层152的镀银层116引线接合、电连接的连接工序(S133)。该连接工序中使用的引线接合装置可以使用公知的装置。引线接合装置具备插通接合线134的毛细管(未图示)。将毛细管移动至规定位置之后使其下降,将接合线134向形成有蓝色发光二极管130或第二阻气层152的镀银层116按压,从而固定接合线134。此时,为了将接合线134固定在蓝色发光二极管130或镀银层116上,可以为以下所示例的条件。即,对毛细管施加60g以上且150gf以下左右的荷重或者使毛细管以80kHz以上且160kHz以下的频带振动。由此,利用接合线134将蓝色发光二极管130和镀银层116相互间电连接。
接着,进行将含有荧光体142的透明密封部140填充到形成有第二阻气层152的内侧空间122中,利用该透明密封部140将蓝色发光二极管130密封的透明密封部密封工序(S134)。此时,按照将透明密封部140填充到内侧空间122的一半程度的方式,调整透明密封部140的填充量。此时,可以用透明密封部140将接合线134密封、也可不密封。之后,将透明密封部140干燥等,使其固化。
接着,进行在离开基板110的位置上形成阻气层150的阻气层形成工序(S135)。阻气层形成工序中,首先将粘土稀释液滴加或散布到填充有透明密封部140的内侧空间122中。此时,按照粘土稀释液将透明密封部140的整个表面覆盖、与环绕光反射面120a的内侧空间122的一周接触的方式,调节粘土稀释液的滴加量或散布量。之后,将粘土稀释液的溶剂干燥。如此,在透明密封部140的整个表面上形成与环绕光反射面120a的内侧空间122的一周连接的阻气层150。由此,阻气层变成多层(二层)构造,镀银层116变成自开口124侧被第二阻气层152和阻气层150覆盖的状态。
接着,进行与第5实施方式同样的阻气层埋设工序(S136)。由此,在镀银层116上按顺序层叠第二阻气层152、透明密封部140、阻气层150及透明密封部140。
如此,通过本实施方式的光半导体装置103,通过在镀银层116的表面上形成第二阻气层152,可以容易地将阻气层多层化。由此,可以进一步提高阻气性。
[第8实施方式]
接着,对第8实施方式进行说明。第8实施方式基本上与第7实施方式是同样的,仅在第二阻气层的形状不同这点上与第7实施方式不同。因此,以下的说明中仅说明与第7实施方式不同的事项,省略与第7实施方式相同的说明。
图20是第8实施方式的光半导体装置的截面图。如图20所示,第8实施方式的光半导体装置104代替第7实施方式的第二阻气层152具备拉伸至光反射面120a、覆盖接合线134的第二阻气层153。
第二阻气层153与第5实施方式的阻气层150及第6实施方式的第二阻气层152同样,是具有由粘土产生的阻气性的阻气层,通过覆盖镀银层116,抑制镀银层116的硫化。第二阻气层153形成在露出到内侧空间122的基板110(镀银层116)的表面上,将镀银层116自内侧空间122的开口124侧覆盖。因此,将第二阻气层153直接层叠在镀银层116上。
此外,第二阻气层153也形成在光反射面120a的表面及接合线134的表面上。第二阻气层153中,将形成于光反射面120a的部分称作光反射面覆部153a、将形成于接合线134表面的部分称作接合线覆部153b。
光反射面覆部153a也可形成在光反射面120a的整个面上,也可仅形成于光反射面120a的一部分上。另外,图20显示将光反射面覆部153a形成在光反射面120a的整个面上的状态。
接合线覆部153b以大致相同的层厚形成在接合线134的表面整体。因此,接合线覆部153b沿着接合线134自蓝色发光二极管130拉伸成环状直至镀银层116,与接合线134同样,在基板110及蓝色发光二极管130之间形成空隙。
需要说明的是,第二阻气层153的材料、构成、层厚等与第5实施方式的阻气层150及第6实施方式的第二阻气层152是同样的。
接着,参照图20及图21对光半导体装置104的制造方法进行说明。图21是表示第8实施方式的半导体装置的制造方法的流程图。
如图20及图21所示,首先进行与第5实施方式同样的准备工序(S141)。
接着,进行在镀银层116的表面上形成具有由粘土产生的阻气性、将镀银层116覆盖的第二阻气层153的第二阻气层形成工序(S142)。第二阻气层形成工序中,首先将粘土稀释液滴加或散布在内侧空间122中。此时,按照粘土稀释液将光反射面120a的一部分或全部覆盖且完全地将接合线134覆盖的方式,调节粘土稀释液的滴加量或散布量。此时,当在光反射面120a的整个面上覆盖光反射面覆部153a时,按照用粘土稀释液将内侧空间122填满、光反射面120a的整个面被粘土稀释液覆盖的方式,调节粘土稀释液的滴加量或散布量。另一方面,当仅在光反射面120a的一部分上将光反射面覆部153a覆盖时,按照不用粘土稀释液将内侧空间122填满、仅将光反射面120a的一部分用粘土稀释液覆盖的方式,调节粘土稀释液的滴加量或散布量。之后,将粘土稀释液的溶剂干燥。如此,在露出至内侧空间122的基板110的整个表面上形成第二阻气层153,在光反射面120a的表面上形成第二阻气层153的光反射面覆部153a,在接合线134的整个表面上形成第二阻气层153的接合线覆部153b。由此,镀银层116变成自开口124侧被第二阻气层153覆盖的状态。
接着,进行将含有荧光体142的透明密封部140填充在形成有第二阻气层153的内侧空间122中,利用该透明密封部140将蓝色发光二极管130密封的透明密封部密封工序(S143)。此时,按照将透明密封部140填充至内侧空间122的一半程度的方式,调整透明密封部140的填充量。此时,可以用透明密封部140将接合线134密封,也可以不密封。之后,将透明密封部140干燥等,使其固化。
接着,进行在离开基板110的位置上形成阻气层150的阻气层形成工序(S144)。阻气层形成工序中,首先将粘土稀释液滴加或散布到填充有透明密封部140的内侧空间122中。此时,当光反射面覆部153a被透明密封部140覆盖时,按照粘土稀释液将透明密封部140的整个表面覆盖、与光反射面覆部153a的一周接触的方式,调节粘土稀释液的滴加量或散布量。另一方面,当光反射面覆部153a自透明密封部140露出时,按照粘土稀释液将透明密封部140的整个表面覆盖、与光反射面覆部153a的一周接触的方式,调节粘土稀释液的滴加量或散布量。之后,将粘土稀释液的溶剂干燥。如此,在透明密封部140的整个表面上形成与环绕光反射面120a或光反射面覆部153a的内侧空间122的一周连接的阻气层150。由此,阻气层变成多层(二层)构造,镀银层116变成自开口124侧被第二阻气层152和阻气层150覆盖的状态。
接着,进行与第5实施方式同样的阻气层埋设工序(S45)。由此,在镀银层116上按顺序层叠第二阻气层153、透明密封部140、阻气层150及透明密封部140。
如此,通过本实施方式的光半导体装置104,光反射面120a被光反射面覆部153a覆盖,由此可以抑制光反射面120a的氧化。由此,可以大幅度降低因光反射面120a变色导致的光半导体装置104的照度降低。
另外,通过将接合线134被接合线覆部153b覆盖,在使接合线134的材料为银时,可以抑制接合线134发生硫化。
[第9实施方式]
接着,对第9实施方式进行说明。第9实施方式基本上与第8实施方式是同样的,仅在接合线覆部的形状不同这点上与第8实施方式不同。因此,以下的说明中仅说明与第8实施方式不同的事项,省略与第8实施方式相同的说明。
图22是第9实施方式的光半导体装置的截面图。如图22所示,第9实施方式的光半导体装置105代替第8实施方式的第二阻气层153具备第二阻气层154。
第二阻气层154与第5实施方式的阻气层150及第8实施方式的第二阻气层153同样,是具有由粘土产生的阻气性的阻气层,通过覆盖镀银层116,抑制镀银层116的硫化。
第二阻气层154形成在露出到内侧空间122的基板110(镀银层116)的表面上,将镀银层116自内侧空间122的开口124侧覆盖。因此,将第二阻气层154直接层叠在镀银层116上。
此外,第二阻气层154具备形成在光反射面120a的表面上的光反射面覆部154a和形成于接合线134的表面上的接合线覆部154b。另外,光反射面覆部154a与第8实施方式的光反射面覆部153a是同样的。
接合线覆部154b与第8实施方式的接合线覆部153b同样,形成在接合线134的整个表面上。但是,接合线覆部154b与第8实施方式的接合线覆部153b不同,以膜状将基板110及蓝色发光二极管130之间填塞。
需要说明的是,第二阻气层154的材料、构成、层厚等与第5实施方式的阻气层150及第8实施方式的第二阻气层153是同样的。
接着,对光半导体装置105的制造方法进行说明。
光半导体装置105的制造方法基本上与第8实施方式的光半导体装置104的制造方法是同样的。但是,为了形成第二阻气层154,在使滴加或散布在内侧空间122中的粘土稀释液的溶剂干燥时,预先将粘土稀释液保持在接合线134与基板110及蓝色发光二极管130之间。另外,作为将粘土稀释液保持在接合线134与基板110及蓝色发光二极管130之间的方法,例如可举出延迟溶剂的干燥速度的方法、提高粘土稀释液中的粘土的浓度的方法。由此,形成以膜状将接合线134与基板110及蓝色发光二极管130之间填塞的接合线覆部154b。
如此,通过本实施方式的光半导体装置105,由于光反射面120a被光反射面覆部154a覆盖且接合线134被接合线覆部154b覆盖,因此可以起到与第8实施方式的光半导体装置104同样的作用效果。
[第10实施方式]
接着,对第10实施方式进行说明。第10实施方式基本上与第7实施方式是同样的,仅在阻气层构成不同这点及在新具备底涂层这点上与第7实施方式不同。因此,以下的说明中仅说明与第7实施方式不同的事项,省略与第7实施方式相同的说明。
图23是第10实施方式的光半导体装置的截面图。如图23所示,第10实施方式的光半导体装置106在第7实施方式的半导体装置103中新具备底涂层160且代替阻气层150及第二阻气层152具备阻气层155。
阻气层155基本上与第7实施方式的第二阻气层152是同样的,仅在层叠在底涂层160上这点上与第7实施方式的第二阻气层152不同。
底涂层160通过配置在基板110及光反射面120a与透明密封部140之间,抑制透明密封部140对基板110及光反射面120a的剥离。底涂层160形成在露出至内侧空间122的基板110及光反射面120a上,在其上表面层叠有阻气层155。作为底涂层160,优选具有粘接性及绝缘性的层,例如可以使用含硅酸化合物的层。作为硅酸化合物,例如可举出硅橡胶等有机硅系树脂及无机玻璃。
本实施方式中使用的硅酸化合物从通过其柔软性获得粘接性的观点出发,优选线膨胀系数为180ppm~450ppm。通过线膨胀系数为180ppm以上,易于确保柔软性所产生的粘接性,而通过线膨胀系数为450ppm以下,例如可以通过被覆或密封中使用的透明密封部140、抑制底涂层160发生变形。从提高由柔软性产生的粘接性的观点出发,硅酸化合物更优选线膨胀系数为200ppm~450ppm,从提高与被覆或密封中使用的透明密封部140的粘接可靠性的观点出发,更优选为200ppm~350ppm。
本实施方式中使用的硅酸化合物从确保绝缘性的观点出发,优选体积电阻率为1010~1016Ω·cm,从提高绝缘性的观点出发,更优选为1012~1016Ω·cm、进一步优选为1013~1016Ω·cm。另外,硅酸化合物的体积电阻率是指将硅酸化合物3g涂布在带铜电极的基板上,在150℃下干燥3小时,获得体积电阻率测定试验片,对该测定试验片根据JISC2139进行测定的值。
底涂层160的层厚从粘接性的观点出发,优选为10nm~1000nm,从耐水性的观点出发更优选为30nm~1000nm,从有效地表现阻气层155的阻气性的观点出发,更优选为30~500nm。
而且,底涂层160形成于露出至内侧空间122的基板110(镀银层116)及光反射面120a上,阻气层155介由底涂层160将镀银层116覆盖。因此,阻气层155配置于离开基板110的位置,在镀银层116上朝向开口124地按顺序层叠底涂层160、阻气层155及透明密封部140。另外,底涂层160也可形成于光反射面120a的整个面上、也可仅形成于光反射面120a的一部分。另外,阻气层155只要能够将露出至内侧空间122的基板110覆盖即可,可以覆盖或者不覆盖蓝色发光二极管130。
接着,参照图23及图24对光半导体装置106的制造方法进行说明。图24是表示第10实施方式的光半导体装置的制造方法的流程图。
如图23及图24所示,首先进行与第7实施方式同样的准备工序(S161)。其中,第10实施方式的准备工序中,与第7实施方式同样,准备未将蓝色发光二极管130与镀银层116引线接合的中间部件。
接着,进行在基板110及光反射面120a上形成底涂层160的底涂层形成工序(S162)。底涂层形成工序中,首先将用溶剂稀释了上述硅酸化合物的底涂稀释液滴加或散布在内侧空间122中。此时,按照光反射面120a的整个面或一部分被底涂稀释液覆盖的方式,调节底涂稀释液的滴加量或散布量。之后,将底涂稀释液的溶剂干燥。如此,在被底涂稀释液覆盖的整个范围、即镀银层116、蓝色发光二极管130及光反射面120a的整个面或一部分上形成底涂层160。
接着,进行在底涂层160的表面上形成阻气层155的阻气层形成工序(S163)。阻气层形成工序中,首先将粘土稀释液滴加或散布到内侧空间122中。此时,按照粘土稀释液介由底涂层160将露出至内侧空间122的基板110的整个表面覆盖、遍及环绕光反射面120a的内侧空间122的整个一周的方式,调节粘土稀释液的滴加量或散布量。之后,将粘土稀释液的溶剂干燥。由此,镀银层116成为自开口124侧被阻气层155覆盖的状态。
接着,进行将蓝色发光二极管130与覆盖有底涂层160及阻气层155的镀银层116引线接合、电连接的连接工序(S164)。该连接工序与第7实施方式的连接工序(S133)是同样的。由此,通过接合线134将蓝色发光二极管130与镀银层116相互地电连接。
之后,与第7实施方式同样地进行透明密封部密封工序(S165),形成透明密封部140。由此,在镀银层116上按顺序层叠底涂层160、阻气层155及透明密封部140。
如此,通过本实施方式的光半导体装置106,在基板110与阻气层155之间配置底涂层160,由此不用在基板110与阻气层155之间配置透明密封部140、即可将阻气层155配置在离开基板110的位置上。而且,由于利用底涂层160将形成有阻气层155的面平坦化,因此与将阻气层155直接形成在基板110上的情况相比,可以将阻气层155的层厚均一化。由此,可以提高阻气层155的阻气性。
另外,通过在底涂层160上层叠阻气层155,可以在确保透明性的同时,提高底涂层160及阻气层155的耐水性及对镀银层116的粘接力,同时可以抑制被覆或密封中使用的透明密封部140与光反射面120a之间的剥离。
以上对本发明一个侧面的优选实施方式进行了说明,但本发明并不限定于上述实施方式。
例如,也可以将上述各实施方式的构成适当地组合。例如可以分别将第8或第9实施方式的第二阻气层与第7或第10的实施方式的第二阻气层替换。另外,也可将第10实施方式的底涂层应用于第5~第9实施方式。
另外,第7实施方式中,作为阻气层的多层构造,以二层构造为一例进行了说明,但也可以是三层以上的多层构造。
另外,上述实施方式中,基体和反射体作为不同部件进行了说明,但也可以一体地形成。
另外,上述实施方式中,作为接合于光半导体装置的发光二极管,以采用发出蓝色光的蓝色发光二极管为例进行了说明,但也可采用发出除蓝色以外的光的发光二极管。
以下一边参照附图、一边对本发明其他侧面的发光装置的优选实施方式详细地进行说明。其中,图中相同或相当部分带有相同符号。
第11实施方式的发光装置具备具有镀银层的基板、搭载于基板上的发光二极管、至少将镀银层的表面被覆的复层膜,复层膜具有含层状硅酸化合物的第1层、含除层状硅酸化合物以外的第2硅酸化合物的第2层。
第12实施方式的发光装置具备具有镀银层的基板、搭载于基板上的发光二极管、至少将镀银层的表面被覆的复层膜,复层膜具有含有氧透过率为0.0001~10cc/m2·24h·atm的化合物的第1层和含有体积电阻率为1010~1016Ω·cm的化合物的第2层。
[第11及第12实施方式]
参照图25及图26说明第11及第12实施方式的发光装置的构成。对于第11及第12实施方式中共通的部分一并说明。
图25是发光装置的截面图。图26是图25所示发光装置的俯视图。如图25及图26所示,实施方式的发光装置201一般被分类为“表面安装型”。该发光装置201具备基板210、作为发光元件接合于基板210表面的蓝色LED230、按照环绕蓝色LED230的方式设置在基板210表面的反射体220、和填充在反射体220中将蓝色LED230密封的透明密封树脂240。其中,图26中省略了透明密封树脂240的图示。
基板210在绝缘性基体212的表面上布线有镀铜板214、在镀铜板214的表面上形成有镀银层216。镀银层216配置在基板210的表面上、变成与蓝色LED230导通的电极。其中,镀银层216只要是含银的镀覆层、则可以是任何组成。例如,还可以通过仅将银镀覆来形成镀银层216,也可通过按顺序将镍及银镀覆来形成镀银层216。镀铜板214及镀银层216对阳极侧及阴极侧绝缘。阳极侧的镀铜板214及镀银层216与阴极侧的镀铜板214及镀银层216之间的绝缘例如可如下进行:使阳极侧的镀铜板214及镀银层216与阴极侧的镀铜板214及镀银层216分离、适当地向其中插入树脂及陶瓷等绝缘层,从而进行。
将蓝色LED230芯片焊接在阳极侧及阴极侧的任一个的镀银层216上,介由芯片焊接材料232与该镀银层216导通。另外,将蓝色LED230引线接合在阳极侧及阴极侧的任何另一个的镀银层216上,介由接合线234与该镀银层216导通。
反射体220在填充用于将蓝色LED230密封的透明密封部240的同时、将自蓝色LED230发出的光向光半导体装置201的表面侧反射。反射体220按照将蓝色LED230环绕的方式、自基板210的表面设立。即,在反射体220上形成按照将蓝色LED230环绕的方式从基材210的表面210a竖起而在内侧收纳蓝色LED230的内侧空间22,在俯视图(参照图26)中,具备形成为圆形的内周面220a、与内周面220a邻接地位于内侧空间222的外侧且自内周面220a的表面端缘向内侧空间222的相反侧拉伸的顶面220b、和从顶面220b的外侧端缘向基板210的表面210a垂下且在俯视图(参照图26)中形成为矩形的外周面220c。内周面220a及外周面220c的形状并无特别限定,从提高发光装置201的照度的观点出发,优选内周面220a形成为随着离开基板210、直径扩大的截锥形状(漏斗状),从提高发光装置201的集成度的观点出发,外周面220c优选形成为与基板210垂直的四边形形状。其中,附图中,作为内周面220a的形成例,图示了位于基板210侧的下部分变得与基板210垂直、位于基板210的相反侧的上部分随着离开基板210、直径增大的例子。
反射体220由含有白色颜料的热固化性树脂组合物的固化物形成。热固化性树脂组合物从反射体220的形成容易性的观点出发,优选在热固化前能够在室温(25℃)下进行加压成型。
作为热固化性树脂组合物中含有的热固化性树脂,可以使用环氧树脂、有机硅树脂、聚氨酯树脂、氰酸酯树脂等各种树脂。特别是由于环氧树脂对各种材料的粘接性优异,因此优选。
作为白色颜料,可以使用氧化铝、氧化镁、氧化锑、氧化钛或氧化锆等。其中,从光反射性的角度出发优选氧化钛。作为白色颜料可以使用无机中空粒子。作为无机中空粒子的具体例子,可举出硅酸钠玻璃、铝硅酸玻璃、硼硅酸钠玻璃、白砂等。
透明密封部240填充在反射体220的由内周面220a形成的内侧空间222中,将蓝色LED230密封。该透明密封部240由具有透光性的透明密封树脂构成。透明密封树脂中除了完全透明的树脂之外,还包含半透明的树脂。作为透明密封树脂,优选弹性模量在室温(25℃)下为1MPa以下。特别是从透明性的角度出发,优选采用有机硅树脂或丙烯酸树脂。透明密封树脂还可以进一步含有将光扩散的无机填充材料或以由蓝色LED230发出的蓝色光为激发源形成白色光的荧光体242。
为第11实施方式的发光装置时,发光装置201的镀银层216被作为由含层状硅酸化合物的第1层(阻气层)252和含除层状硅酸化合物以外的第2硅酸化合物的第2层(底涂层)250这2层构成的复层膜的防变色膜260被覆,透明密封树脂240与反射体220接合。
为第12实施方式的发光装置时,发光装置201的镀银层216被作为由第1层(阻气层)252和第2层(底涂层)250这2层构成的复层膜的防变色膜260被覆,透明密封树脂240与反射体220接合。阻气层252含有氧透过率为0.0001~10cc/m2·24h·atm的化合物。阻气层252所含的化合物从获得实用的阻气性(气体遮蔽性)的观点出发,优选氧透过率为0.0001~5cc/m2·24h·atm,从考虑到成膜阻气层时的脱气工艺并获得优异的阻气性的观点出发,更优选氧透过率为0.001~1cc/m2·24h·atm。
第12实施方式中,化合物的氧透过率可以根据JIS K7126-1(GC法)求得。具体而言,对如下制作的评价用样品测定氧透过率。首先,称量层状硅酸化合物5质量%、水95质量%并混合,利用自转-公转混合机(株式会社Thinky制、ARE-310)以2000rpm混合10分钟,进行2200rpm、10分钟的脱泡。接着,在带易粘接层的PET膜(东洋纺制、A4300-125)上,使用湿厚为100μm的棒涂机,涂布作为测定对象的化合物的5质量%溶液之后,在22℃下静置12小时将溶剂除去,制作在表面具备所形成的膜的PET膜,将其作为评价用样品。
为第11实施方式的发光装置时,在由2层构成的防变色膜260中,含有层状硅酸化合物的阻气层252通过将镀银层216被覆来抑制镀银层216的变色(例如因硫化导致的变色),由后述本实施方式的第一银用表面处理剂的A液形成。阻气层252通过含有层状硅酸化合物,形成图32所示的气体的经过路径长、阻气性优异的膜,可获得优异的阻气性。从上述观点出发,优选层状硅酸化合物的厚度D为1nm~30nm、长度L为30~50000、长宽比高。
为第12实施方式的发光装置时,在由2层构成的防变色膜260中,阻气层252抑制镀银层216的变色(例如因硫化导致的变色),可以由后述本实施方式的第二银用表面处理剂的A液形成。
阻气层252的膜厚优选为0.01μm以上且1000μm以下、更优选为0.03μm以上且500μm以下、进一步优选为0.05μm以上且100μm以下、更进一步优选为0.05μm以上且10μm以下、特别优选为0.05μm以上且1μm以下。通过使阻气层252的膜厚为0.01μm以上且1000μm以下,可以兼顾对镀银层216的耐变色性和防变色膜的透明性。此时,通过使阻气层252的膜厚为0.03μm以上且500μm以下、0.05μm以上且100μm以下、0.05μm以上且10μm以下、0.05μm以上且1μm以下,可以进一步提高该效果。本实施方式的防变色膜通过由后述本实施方式的第一或第二银用表面处理剂的A液及B液形成,即使在上述层厚下也不易产生裂纹。
为第11实施方式的发光装置时,膜厚的调整例如可以通过改变银用表面处理剂中的溶剂的含量、适当调整层状硅酸化合物的浓度来进行。另外,也可利用银用表面处理剂的滴加量及滴加次数来调整层厚。
为第12实施方式的发光装置时,膜厚的调整例如可以通过改变银用表面处理剂中的溶剂的含量、适当调整具有上述规定氧透过率的化合物的浓度来进行。另外,也可利用银用表面处理剂的滴加量及滴加次数来调整膜厚。
为第11实施方式的发光装置时,阻气层252优选含有具有以下氧透过率的层状硅酸化合物。层状硅酸化合物的氧透过率优选为0.0001~10cc/m2·24h·atm,从可获得实用的阻气性(气体遮蔽性)的观点出发,更优选为0.0001~5cc/m2·24h·atm。从考虑到对含有层状硅酸化合物的膜进行成膜时的脱气工艺并获得优异的阻气性的观点出发,进一步优选氧透过率为0.001~1cc/m2·24h·atm。
层状硅酸化合物的氧透过率的测定可以根据JIS K7126-1(GC法)求得。评价用样品如下制备。首先,称量层状硅酸化合物5质量%、水95质量%并混合,利用自转-公转混合机(株式会社Thinky制、ARE-310)以2000rpm混合10分钟,进行2200rpm、10分钟的脱泡。接着,在带易粘接层的PET膜(东洋纺制、A4300-125)上,使用湿厚为100μm的棒涂机涂布上述获得的层状硅酸化合物5质量%的溶液之后,在22℃下静置12小时将溶剂除去,制作在表面具备层状硅酸化合物膜的PET膜,将其作为评价用样品。
为第11实施方式的发光装置时,从提高防变色膜的耐变色性能的观点出发,阻气层252中的层状硅酸化合物的含量以阻气层总量为基准计优选为10质量%以上、更优选为50质量%以上、进一步优选为80质量%以上、特别优选为100质量%。
为第12实施方式的发光装置时,从提高防变色膜的耐变色性能的观点出发,阻气层252中的具有上述规定的氧透过率的化合物的含量以阻气层总量为基准计优选为10质量%以上、更优选为50质量%以上、进一步优选为80质量%以上、特别优选为100质量%。
第12实施方式中,作为阻气层252中含有的具有上述规定的氧透过率的化合物,例如可举出层状硅酸化合物等。阻气层252含有层状硅酸化合物时,形成了图32所示的气体的经过路径长、阻气性优异的膜,可获得优异的阻气性。从上述观点出发,优选层状硅酸化合物的厚度D为1nm~30nm、长度L为30~50000、长宽比高。另外,通过含有层状硅酸化合物,不会妨碍发光装置的发光特性、可获得优异的阻气性。
为第12实施方式的发光装置时,底涂层250含有体积电阻率为1010~1016Ω·cm的化合物。底涂层250中含有的化合物从确保绝缘性的观点出发,体积电阻率为1010~1016Ω·cm,从体积电阻率测定中的技术限制及实用性出发,可以使体积电阻率的上限为1016Ω·cm。从提高绝缘性的观点出发,上述化合物的体积电阻率优选为1012~1016Ω·cm、更优选为1013~1016Ω·cm。化合物的体积电阻率是指将作为测定对象的化合物涂布在带铜电极的基板上,在150℃下干燥3小时,获得体积电阻率测定试验片,对该测定试验片根据JIS C2139进行测定的值。
第12实施方式中,底涂层250中含有的上述化合物从通过其柔软性获得粘接性的观点出发,优选线膨胀系数为180ppm~450ppm。在易于确保由柔软性产生的粘接性的同时、利用被覆或密封中使用的透明密封树脂可以抑制上述化合物发生变形。从提高由柔软性产生的粘接性的观点出发,上述化合物的线膨胀系数更优选为200ppm~450ppm,从提高与被覆或密封中使用的透明密封树脂的粘接可靠性的观点出发,进一步优选为200ppm~350ppm。化合物的线膨胀系数是指JIS K7197《利用塑料的热机械分析的线膨胀系数试验方法》中记载的方法、按照TMA(热机械分析,Thermal Mechanical Analysis)测定的值。
第12实施方式中,底涂层250中含有的化合物从光的取出效率的观点出发,对主要在照明用中使用的蓝色发光二极管的中心波长即450nm的光透过率以换算成底涂层250的1mm厚度的值计,优选为80~100%。从在更高亮度的发光二极管中的应用性的观点出发,上述化合物的光透过率更优选为85~100%、进一步优选为90~100%。上述化合物的光透过率是指利用分光光度计(UV-Vis)测定涂布在PET膜上的硅酸化合物所获得的值。
为第11实施方式的发光装置时,在由2层构成的防变色膜中,作为含有第2硅酸化合物的底涂层250,优选具有粘接性及绝缘性的层。底涂层250可以由后述本实施方式的第一银用表面处理剂的B液形成。
为第12实施方式的发光装置时,在由2层构成的防变色膜中,作为底涂层250优选是具有粘接性及绝缘性的层。底涂层250可以由后述本实施方式的第二银用表面处理剂的B液形成。
底涂层250的层厚从粘接性的观点出发,优选为10nm~1000nm,从耐水性的观点出发,优选为30nm~1000nm。从有效地表现阻气层的阻气性的观点出发,更优选为30~500nm。
为第12实施方式的发光装置时,膜厚的调整例如可以通过改变银用表面处理剂中的溶剂的含量、适当调整具有上述所需体积电阻率的化合物的浓度来进行。另外,还可以利用银用表面处理剂的滴加量及滴加次数来调整膜厚。
第11及第12实施方式中,通过在底涂层250上层叠阻气层252,可以在确保透明性的同时提高防变色膜260的耐水性及对镀银层216的粘接力,同时可以抑制被覆或密封中使用的透明密封部240与反射体220的内周面220a之间的剥离。
接着,对本实施方式的银用表面处理剂进行说明。
本实施方式的第一银用表面处理剂(以下根据情况也称作“第一银用表面处理剂”)具有含层状硅酸化合物的A液(以下也称作“A液”)和含除层状硅酸化合物以外的第2硅酸化合物的B液(以下也称作“B液”)这2种液体。
本实施方式的第二银用表面处理剂(以下根据情况也称作“第二银用表面处理剂”)包含含有氧透过率为0.0001~10cc/m2·24h·atm的化合物的A液(以下也称作“A液”)和含有体积电阻率为1010~1016Ω·cm的化合物的B液(以下也称作“B液”)这2种液体。
作为本实施方式的表面处理剂的对象的银中也包含银合金及镀银。
利用本实施方式的第一银用表面处理剂,通过利用B液在银的表面上形成底涂层250、利用A液在底涂层250上形成阻气层252,可以形成由这2层构成的防变色膜260。阻气层252中,通过层叠具有扁平的板状形状的层状硅酸化合物,例如可表现对硫化氢等气体的气体遮蔽性,可以对银的表面、特别是银蒸镀面赋予优异的耐变色性。另外,通过作为阻气层252的基底在镀银层的表面上形成含有第2硅酸化合物的底涂层250,可以提高防变色膜260的耐水性及对银的粘接力,另外可以提高与发光装置的被覆、密封等中使用的透明密封树脂的密合性。
本发明者们认为获得上述效果的理由如下。层状硅酸化合物具有板状形状,具有在水或水与醇等溶剂的混合溶剂作用下溶胀而分散在溶剂中的性质。通过本实施方式的银用表面处理剂,在银的表面上涂布B液之后进行干燥,从而形成底涂层,在其上涂布含有层状硅酸化合物的A液之后,将溶剂除去,从而可以将层状硅酸化合物的粒子层叠在底涂层上。由此,本发明者们认为可以形成作为银的变色要因的大气中气体(例如硫化氢气体)的遮蔽性优异的膜,且该膜通过底涂层,耐水性、粘接性、耐裂纹性可以提高。
通过本实施方式的第二银用表面处理剂,利用B液在银的表面上形成底涂层250,利用A液在底涂层250上形成阻气层252,从而可以形成由这2层构成的防变色膜260。阻气层252通过含有氧透过率为0.0001~10cc/m2·24h·atm的化合物,例如可以表现对硫化氢等气体的气体遮蔽性,可以对银的表面、特别是银蒸镀面赋予优异的耐变色性。另外,通过作为阻气层252的基底在镀银层的表面上形成含有体积电阻率为1010~1016Ω·cm的化合物的底涂层250,可以提高防变色膜260的绝缘可靠性、耐水性及对银的粘接力,另外还可以提高与发光装置的被覆、密封等中使用的透明密封树脂的密合性。
阻气层含有层状硅酸化合物作为氧透过率为0.0001~10cc/m2·24h·atm的化合物时,通过层叠具有扁平的板状形状的层状硅酸化合物,可以进一步高度地表现气体遮蔽性,可以对银的表面、特别是银蒸镀面赋予优异的耐变色性。
本发明者们认为获得上述效果的理由如下。层状硅酸化合物具有板状形状,具有在水或水与醇等溶剂的混合溶剂作用下溶胀而分散在溶剂中的性质。通过本实施方式中使用的银用表面处理剂,在银的表面上涂布B液之后进行干燥,从而形成底涂层,在其上涂布含有层状硅酸化合物的A液之后,将溶剂除去,从而可以将层状硅酸化合物的粒子层叠在底涂层上。由此,本发明者们认为可以形成作为银的变色要因的大气中气体(例如硫化氢气体)的遮蔽性优异的膜,且该膜通过底涂层,绝缘可靠性、耐水性、耐裂纹性可以提高。
在第一银用表面处理剂中,作为A液中含有的层状硅酸化合物,例如可举出富镁蒙脱石、锂蒙脱石、皂石、蒙脱石、贝得石等微晶高岭石及膨润性云母。这些物质可单独使用1种或者组合使用2种以上。
第二银用表面处理剂中,作为A液中含有的氧透过率为0.0001~10cc/m2·24h·atm的化合物,可以举出层状硅酸化合物。作为层状硅酸化合物,例如可举出富镁蒙脱石、锂蒙脱石、皂石、蒙脱石、贝得石等微晶高岭石及膨润性云母。这些物质可单独使用1种或者组合使用2种以上。
第一及第二银用表面处理剂中,作为膨润性云母,例如可举出氟金云母、四硅钾云母、四硅钠云母、Na带云母、Li带云母等。
上述化合物具有厚度为1nm~30nm、平均长边长度为30~50000nm的扁平的板状形状,通过层叠在银的表面上,可以更有效地表现对硫化氢等气体的气体遮蔽性。
层状硅酸化合物从对硫化氢等的气体遮蔽性的观点出发,优选平均长边长度为30nm以上且50000nm以下、更优选为100nm以上且50000nm以下、进一步优选为100nm以上20000nm以下、特别优选为100nm以上且10000nm以下。另外,从维持气体遮蔽性及银本来的光泽的观点出发,优选平均长边长度为100nm以上且5000nm以下。
其中,层状硅酸化合物的长边长度是指从垂线上方观察扁平的板状形状的粒子时,如图27所示,粒子300的外接长方形310的长边长度达到最大时的该长边的长度Lmax,例如可以利用透射型电子显微镜等进行测定。另外,平均长边长度是指在透射型电子显微镜的纵100μm×横100μm的范围内、将图像内的全部粒子的上述长边长度的值平均化得到的数值。另外,作为自动计算平均长边长度的方法,还可以使用二维图像的图像分析软件(住友金属科技制、粒子分析Ver3.5)。
层状硅酸化合物的厚度从获得阻气功能的观点出发,优选为1nm~30nm、更优选为1nm~20nm、进一步优选为1nm~10nm。上述厚度是指利用原子间力显微镜(AFM)或X射线小角散射法测定的值。
在第一银用表面处理剂中,含有本实施方式的层状硅酸化合物的液体可以含有溶剂。作为溶剂,可以优选地使用水,还可以使用甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙腈、二甲基亚砜、环丁砜、甲酰胺等极性溶剂。溶剂可单独使用或者混合使用2种以上。
本实施方式的含层状硅酸化合物的A液中的固体成分浓度从膜形成性和作为银的变色要因的气体(例如硫化氢气体)的遮蔽性的观点出发,优选为0.005质量%~2质量%、更优选为0.01质量%~1.5质量%、进一步优选为0.05质量%~1质量%。
第二银用表面处理剂中,含有本实施方式的氧透过率为0.0001~10cc/m2·24h·atm的化合物的A液可以含有溶剂。作为溶剂可优选使用水,还可以使用甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙腈、二甲基亚砜、环丁砜、甲酰胺等极性溶剂。溶剂可单独使用或者混合使用2种以上。
第二银用表面处理剂中,本实施方式中使用的含有氧透过率为0.0001~10cc/m2·24h·atm的化合物的A液中的固体成分浓度从膜形成性、作为银的变色要因的气体(例如硫化氢气体)的遮蔽性的观点出发,优选为0.005质量%~2质量%、更优选为0.01质量%~1.5质量%、进一步优选为0.05质量%~1质量%。
构成第一银用表面处理剂的B液含有除层状硅酸化合物以外的第2硅酸化合物。如上所述,利用B液在镀银面上形成含有第2硅酸化合物的层,在其上形成含有层状硅酸化合物的层,从而由表面处理剂形成的复层膜在耐水性及对银的粘接力提高的同时,与被覆或密封中使用的透明密封树脂的粘接力也可以提高。
第一银用表面处理剂中,作为本实施方式的第2硅酸化合物,优选形成耐水性、耐候性、耐热性等特性或者硬度、拉伸等橡胶性质优异的固化物。作为第2硅酸化合物,可以使用有机硅系树脂或无机玻璃。
构成第二银用表面处理剂的B液含有体积电阻率为1010~1016Ω·cm的化合物。如上所述,通过B液在镀银面上形成含有体积电阻率为1010~1016Ω·cm的化合物的层,在其上形成含有氧透过率为0.0001~10cc/m2·24h·atm的化合物的层,从而由表面处理剂形成的复层膜在绝缘性、耐水性及对银的粘接力提高的同时,与被覆或密封中使用的透明密封树脂的粘接力也可提高。
第二银用表面处理剂中,作为B液含有的体积电阻率为1010~1016Ω·cm的化合物,可以示例上述除层状硅酸化合物以外的第2硅酸化合物。此时,可以在不妨碍发光装置的发光特性的情况下获得优异的绝缘可靠性。作为第2硅酸化合物,优选形成绝缘性、耐水性、耐候性、耐热性等特性或者硬度、伸长率等橡胶性质优异的固化物。另外,第2硅酸化合物优选是具有上述线膨胀系数的化合物。此外,第2硅酸化合物优选是可以满足上述光透过率的化合物。作为第2硅酸化合物,可以使用有机硅系树脂或无机玻璃。
在第一及第二银用表面处理剂中,作为有机硅系树脂可以使用含有下述式(1)、式(2)、式(3)或式(4)所示构成单元的树脂。
化学式1
化学式2
化学式3
化学式4
另外,上述有机硅系树脂可以具有能够赋予粘接性的公知的官能团,另外还可以含有能够赋予粘接性的添加物。
作为无机玻璃,可以使用具有Si02、LiO2及下述式(5)的材料。这些物质可单独使用或者混合使用2种以上。
化学式5
作为第2硅酸化合物,从形成耐水性、耐候性、耐热性等特性或者硬度、伸长率等橡胶性质优异的固化物的观点出发,例如优选以硅-氧键为主骨架的硅氧烷键构成的硅橡胶。另外,从耐热性的观点出发,更优选二甲基硅橡胶。
作为硅橡胶,还可以含有具有热固化性的有机硅弹性体、倍半硅氧烷等硅酸化合物,例如可以通过20℃~200℃、1分钟~10小时的加热处理进行固化而使用。
作为硅橡胶,作为侧链或官能团,可以具有甲基、苯基、甲基苯基、缩水甘油基、异氰酸酯基、乙烯基等。
在第一银用表面处理剂中,第2硅酸化合物从通过其柔软性获得粘接性的观点出发,优选线膨胀系数为180ppm~450ppm。为该范围内时,则易于确保由柔软性所产生的粘接性,同时可以利用被覆或密封中使用的透明密封树脂抑制硅酸化合物发生变形。从提高由柔软性所产生的粘接性的观点出发,第2硅酸化合物的线膨胀系数更优选为200ppm~450ppm,从提高与被覆或密封中使用的透明密封树脂的粘接可靠性的观点出发,更优选为200ppm~350ppm。硅酸化合物的膨胀系数是指根据JIS K7197《利用塑料的热机械分析的线膨胀系数试验方法“的TMA(Thermal Mechanical Analysis)测定的值。
第一银用表面处理剂中,第2硅酸化合物从确保绝缘性的观点出发,优选体积电阻率为1010~1016Ω·cm。从体积电阻率测定中的技术限制及实用性方面出发,体积电阻率的上限可以为1016Ω·cm。从提高绝缘性的观点出发,第2硅酸化合物的体积电阻率优选为1012~1016Ω·cm、更优选为1013~1016Ω·cm。硅酸化合物的体积电阻率是指将硅酸化合物涂布在带铜电极的基板上,在150℃下干燥3小时,获得体积电阻率测定试验片,对该测定试验片根据JIS C2139进行测定的值。
第2硅酸化合物的光透过率就主要用于照明用的蓝色发光二极管的中心波长的450nm的光透过率而言,从光的取出效率的观点出发,换算成1mm厚度的光透过率优选为80~100%。从在更高亮度的发光二极管中的适用性的观点出发,更优选为85~100%、更加优选为90~100%。硅酸化合物的光透过率是指利用分光光度计(UV-Vis)测定涂布在PET膜上的硅酸化合物所获得的值。
第一及第二银用表面处理剂中,第2硅酸化合物的固化温度考虑到发光二极管元件的耐热性优选为20℃~200℃,从硅酸化合物的保存稳定性的观点出发,优选为40℃~200℃,从生产率的观点出发,优选为40℃~160℃。由B液形成底涂层时,从成膜性的观点出发,也可以在上述温度的范围内多段地加热。
另外,固化时间可以在1分钟~10小时的范围内进行设定。从生产率的观点出发,更优选为1分钟~8小时的范围,从底涂层的流平性的观点出发,更优选为3分钟~8小时的范围。固化可以是分为在底涂层上设置阻气层的前后进行实施。
第一银用表面处理剂中,含有本实施方式的第2硅酸化合物的B液可以含有溶剂。溶剂从上述硅酸化合物的溶解性的观点出发,可以选择脂肪族烃系溶剂、芳香族系溶剂、酮系溶剂、醚、酯系溶剂。作为这种溶剂,可举出戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷等饱和烃,环己烷、烷基环己烷等环状烃等。其中,作为烃可以使用直链状、支链状、环状等任一种。可以单独使用或者混合使用2种以上。
第一银用表面处理剂中,含有本实施方式的第2硅酸化合物的B液的溶剂优选在用于固化的加热工序中通过蒸发被除去,优选沸点为50℃~200℃的溶剂。沸点超过200℃时,有干燥性降低、溶剂残留、降低粘接力的可能性。另外,当溶剂的沸点很低时,着火的危险性提高,因而从安全性的观点出发优选沸点50℃以上的溶剂。从生产率的观点出发,溶剂的沸点优选为50℃~160℃,从能够自由地选择用于固化的加热工序的温度及时间的观点出发,更优选为50℃~120℃。
具体而言,本实施方式的银用表面处理剂中,将含有第2硅酸化合物的B液涂布在银或银合金上之后,通过将溶剂除去和/或固化,可以形成在银或银合金上含有第2硅酸化合物而成的层(底涂层)。此外,涂布含有层状硅酸化合物的A液之后,通过将溶剂除去,可以形成含有层状硅酸化合物而成的层(阻气层)。
第二银用表面处理剂中,本实施方式中使用的含有体积电阻率为1010~1016Ω·cm的化合物的B液可以含有溶剂。溶剂从上述硅酸化合物的溶解性的观点出发,可举出脂肪族烃系溶剂、芳香族系溶剂、酮系溶剂、醚、酯系溶剂。作为这种溶剂,例如可举出戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷等饱和烃,环己烷、烷基环己烷等环状烃等。其中,作为烃可以使用直链状、支链状、环状等任一种。可以单独使用或者混合使用2种以上。
第二银用表面处理剂中,含有体积电阻率为1010~1016Ω·cm的化合物的B液的溶剂优选在用于固化的加热工序中通过蒸发被除去,优选沸点为50℃~200℃的溶剂。沸点超过200℃时,有干燥性降低、溶剂残留、降低粘接力的可能性。另外,当溶剂的沸点很低时,由于着火的危险性很高,因此从安全性的观点出发,优选沸点为50℃以上的溶剂。从生产率的观点出发,溶剂的沸点优选为50℃~160℃,从可以自由地选择用于固化的加热工序的温度及时间的观点出发,更优选为50℃~120℃。
具体而言,本实施方式中使用的银用表面处理剂中,将含有体积电阻率为1010~1016Ω·cm的化合物的B液涂布在银或银合金上之后,将溶剂除去和/或固化,从而可以形成在银或银合金上含有体积电阻率为1010~1016Ω·cm的化合物而成的层(底涂层)。此外,将含有氧透过率为0.0001~10cc/m2·24h·atm的化合物的A液涂布之后,将溶剂除去,从而可以形成含有氧透过率为0.0001~10cc/m2·24h·atm的化合物而成的层(阻气层)。
本实施方式的第一及第二银用表面处理剂的涂布方法,例如可优选使用棒涂法、浸涂法、旋涂法、喷涂法、灌封等方法。
另外,作为从本实施方式的第一及第二银用表面处理剂的涂膜上除去溶剂的方法,可以优选地使用干燥,干燥温度只要是室温以上则无特别限定。其中,室温是20~25℃。
通过使用第一银用表面处理剂,可以在银或银合金的表面上形成具有含硅酸化合物的层和含层状硅酸化合物的层的防变色膜。该膜例如硫化氢气体的遮蔽性优异,可作为防银硫化膜发挥功能。
通过使用第二银用表面处理剂,可以形成在银或银合金的表面上形成具有含有体积电阻率为1010~1016Ω·cm的化合物的层和含有氧透过率为0.0001~10cc/m2·24h·atm的化合物的层的防变色膜。该膜例如硫化氢气体的遮蔽性优异,可作为防银硫化膜发挥功能。
本发明可以提供具备由上述本实施方式的第一及第二银用表面处理剂所含有的固体成分构成的膜的银或银合金。另外,可以提供具备具有该银或银合金的基板和发光二极管的发光装置。该发光装置还可以被透明树脂密封。作为透明树脂,可举出有机硅树脂等。另外,具有银或银合金的基板可以在表面具有凹凸形状,银或银合金也可具有凹凸形状。
接着,对第11及第12实施方式的发光装置的制造方法进行说明。共通之处一并说明,不同之处分别进行说明。
图28是表示第11及第12实施方式的发光装置的制造方法的流程图。如图28所示,发光装置的制造方法中,首先作为基板准备工序(步骤S101),准备在表面布线有镀铜板214的绝缘性的基体212,作为镀银层形成工序(步骤S102),在镀铜板214的表面上形成镀银层216。
接着,作为反射体形成工序(步骤S103),在基板210的表面形成反射体220;作为芯片搭载工序(步骤S104),在基板210上搭载蓝色LED230。蓝色LED230在基板210上的搭载通过在被反射体220包围的内侧空间222中、将蓝色LED230芯片接合在阳极侧及阴极侧的任一侧的镀银层216上来进行。由此,蓝色LED230介由芯片焊接材料232与阳极侧及阴极侧的任一者的镀银层216导通,同时成为蓝色LED230被反射体220环绕、收纳在内侧空间222中的状态。
接着,制造第11实施方式的发光装置时,作为B液的涂布工序(步骤S105),在镀银层216上涂布本实施方式的银用表面处理剂中含有第2硅酸化合物的B液,用B液将镀银层216覆盖。
制造第12实施方式的发光装置时,作为B液的涂布工序(步骤S105),在镀银层216上涂布银用表面处理剂中含有体积电阻率为1010~1016Ω·cm的化合物的B液,用B液将镀银层216覆盖。
B液的涂布工序(步骤S105)中的B液的涂布例如通过将银用表面处理剂从基板210的表面侧滴加或散布在内侧空间222中来进行。此时,按照至少镀银层216全部被B液M覆盖的方式,调节B液的滴加量或散布量。此时,例如也可以如图29(a)所示,按照镀银层216及蓝色LED230全部被B液M覆盖的方式,将B液M滴加或散布在内侧空间222中,还可以如图29(b)所示,按照镀银层216及蓝色LED230的全部和反射体220的内周面220a的一部分被B液M覆盖的方式,将B液M滴加或散布在内侧空间222中,还可以如图29(c)所示,按照镀银层216、蓝色LED230及反射体220的内周面220a全部被B液M覆盖的方式,将B液M滴加或散布在内侧空间222中。
接着,作为干燥工序(步骤S106),在涂布于镀银层216的银用表面处理剂中、使B液的涂膜干燥,在防银硫化膜中形成含第2硅酸化合物的层(底涂层250)。
接着,在制造第11实施方式的发光装置时,作为A液的涂布工序(步骤S107),在底涂层250上涂布本实施方式的银用表面处理剂中含层状硅酸化合物的A液,用A液覆盖将底涂层250中的至少镀银层216被覆的部分。
制造第12实施方式的发光装置时,作为A液的涂布工序(步骤S107),在底涂层250上涂布银用表面处理剂中含有氧透过率为0.0001~10cc/m2·24h·atm的化合物的A液,用A液覆盖将底涂层250中至少镀银层216被覆的部分。
A液的涂布工序(步骤S107)中的A液的涂布例如通过将银用表面处理剂从基板210的表面侧滴加或散布至内侧空间222中来进行。滴加或散布的方法可以与步骤S105的B液的涂布工序同样地进行。
接着,制造第11实施方式的发光装置时,作为干燥工序(步骤S108),将涂布于镀银层216的A液的涂膜干燥,形成防变色膜260中含有层状硅酸化合物的层(阻气层252)。
制造第12实施方式的发光装置时,作为干燥工序(步骤S108),将涂布于镀银层216的A液的涂膜干燥,形成防变色膜260中含有氧透过率为0.0001~10cc/m2·24h·atm的化合物的层(阻气层252)。
干燥工序(步骤S106及S108)可以在溶剂挥发的温度下进行,例如优选为30℃以上且80℃以下的温度范围、更优选为30℃以上且70℃以下的温度范围、进一步优选为30℃以上且60℃以下的温度范围。保持该温度的时间例如可以为5分钟以上,从使其充分地干燥的角度出发,优选为5分钟以上且1日以下,从提高生产率的观点出发,更优选为5分钟以上且30分钟以下。
通过如此地进行干燥工序,图29(a)所示的B液M如图30(a)所示,变成将镀银层216及蓝色LED230全部被覆的底涂层250,图29(b)所示的B液M如图30(b)所示,变成将镀银层216及蓝色LED230全部和反射体220的内周面220a一部分被覆的底涂层250,图29(c)所示的B液M如图30(c)所示,变成将镀银层216、蓝色LED230及反射体220的内周面220a全部被覆的底涂层250。对于通过A液的干燥形成的阻气层252而言,也是同样的。阻气层252被覆的面积优选比底涂层250的被覆面积小。
本实施方式中优选在上述干燥工序之后,在150℃、30分钟的条件下充分地干燥由2层构成的防变色膜260。由此,可以获得缩窄底涂层250与阻气层252层间所带来的防变色性的进一步提高的效果。
接着,作为引线接合工序(步骤S109),将蓝色LED230与阳极侧及阴极侧的任何另一个镀银层216引线接合。此时,由于镀银层216被防变色膜260被覆,因此按照将被蓝色LED230及镀银层216被覆的防变色膜260刺破的方式,将引线的两端接合于蓝色LED230和镀银层216,从而将蓝色LED230与镀银层216导通。另外,防变色膜260的刺破例如可以通过调节防变色膜260的层厚、调节进行引线接合的接合头的荷重、使该接合头振动等来进行。
接着,作为透明密封树脂填充工序(步骤S110),在由反射体220的内周面220a形成的内侧空间222中填充含有荧光体242的透明密封树脂240,从而利用透明密封树脂240(透明密封部)将蓝色LED230及镀银层216密封。
通过如此地进行透明密封树脂填充工序,获得如图31(a)所示、以镀银层216及蓝色LED230全部被由2层构成的防变色膜260(底涂层250及阻气层252)被覆的状态、将镀银层216及蓝色LED230用透明密封树脂240密封的发光装置201;获得如图31(b)所示、以镀银层216及蓝色LED230全部和反射体220的内周面220a的一部分被防变色膜260被覆的状态、将镀银层216及蓝色LED230用透明密封树脂240密封的发光装置201;或者如图31(c)所示,以镀银层216、蓝色LED230及反射体220的内周面220a全部被防变色膜260被覆的状态、将镀银层216及蓝色LED230用透明密封树脂240密封的发光装置201。
如此,作为发光装置201制造第11实施方式的发光装置时,在利用本实施方式的第一银用表面处理剂(A液及B液)覆盖镀银层216之后,将银用表面处理剂的涂膜干燥,从而形成具备层叠有银用表面处理剂所含的层状硅酸化合物的阻气层的防变色膜260,将镀银层216用防变色膜260被覆。由此,可以形成能够适当地将镀银层216被覆的由2层构成的防变色膜260。
作为发光装置201制造第12实施方式的发光装置时,在利用本实施方式的第二银用表面处理剂(A液及B液)覆盖镀银层216之后,使银用表面处理剂的涂膜干燥,从而形成具备层叠有银用表面处理剂所含的氧透过率为0.0001~10cc/m2·24h·atm的化合物的阻气层的防变色膜260,将镀银层216被防变色膜260被覆。由此,可以形成能够适当地将镀银层216被覆的由2层构成的防变色膜260。
通过将本实施方式的银用表面处理剂滴加或散布在设置于发光装置201中的反射体220的内侧空间222,可以容易地形成覆盖镀银层的防变色膜260。
[第13及第14实施方式]
接着,说明发光装置的制造方法的第13及第14实施方式。第13及第14实施方式的发光装置的制造方法基本与第11及第12实施方式的发光装置的制造方法是同样的,但由于仅工序顺序与第11及第12实施方式的发光装置的制造方法不同。因此,以下说明中仅说明与第11及第12实施方式的发光装置的制造方法不同的部分,省略与第11及第12实施方式的发光装置的制造方法同样的部分的说明。其中,银用表面处理剂可以使用上述物质。
图33是表示第13及第14实施方式的发光装置的制造方法的流程图。图34是通过图33的制造方法制造的发光装置的截面图。
如图33所示,第13及第14实施方式的发光装置201的制造方法首先与第11及第12实施方式是同样的,按顺序进行基板准备工序(步骤S201)、镀银层形成工序(步骤S202)及反射体形成工序(步骤S203)。其中,基板准备工序(步骤S201)、镀银层形成工序(步骤S202)及反射体形成工序(步骤S203)与第11实施方式的基板准备工序(步骤S101)、镀银层形成工序(步骤S102)及反射体形成工序(步骤S103)是同样的。
接着,作为B液的涂布工序(步骤S204),将B液涂布在镀银层216上,用B液将镀银层216覆盖。其中,涂布工序(步骤S204)与第11及第12实施方式的涂布工序(步骤S105)同样地进行。
接着,作为干燥工序(步骤S205),将涂布于镀银层216的B液的涂膜干燥,形成底涂层250。其中,干燥工序(步骤S205)与第11及第12实施方式的干燥工序(步骤S106)同样地进行。
接着,作为A液的涂布工序(步骤S206),在底涂层250上涂布A液,用A液覆盖将底涂层250的至少镀银层216被覆的部分。其中,涂布工序(步骤S206)可以与第11及第12实施方式的涂布工序(步骤S105)同样地进行。
接着,作为干燥工序(步骤S207),将涂布于镀银层216的A液的涂膜干燥,形成阻气层252。其中,干燥工序(步骤S207)与第11及第12实施方式的干燥工序(步骤S106)同样地进行。
接着,作为芯片搭载工序(步骤S208),将蓝色LED230芯片接合在阳极侧及阴极侧的任一个镀银层216上。此时,与第11及第12实施方式的引线接合工序(步骤S109)同样,按照将被镀银层216被覆的防变色膜刺破的方式将蓝色LED230接合于镀银层216,将蓝色LED230与镀银层216导通。
接着,作为引线接合工序(步骤S209),将蓝色LED230与阳极侧及阴极侧的任何另一个镀银层216引线接合。此时,由于镀银层216被防变色膜260被覆,因此与第11及第12实施方式的引线接合工序(步骤S109)同样,按照将被镀银层216被覆的由2层构成的防变色膜260刺破的方式,将引线的一端接合于镀银层216。另一方面,由于蓝色LED230未被防变色膜260被覆,因此接合线234的另一端如通常那样可以接合于蓝色LED230。由此,将蓝色LED230与镀银层216导通。
接着,作为步骤S210进行透明密封树脂填充工序。
如此,通过第13及第14实施方式的发光装置的制造方法,经过银用表面处理剂的涂布工序及干燥工序之后进行芯片搭载工序,从而如图34所示,可以制造蓝色LED230未被由2层构成的防变色膜260被覆的发光装置201。由此,在引线接合工序中,在将接合线234的一端接合于蓝色LED230时,如第11及第12实施方式的发光装置的制造方法那样,没有必要刺破由2层构成的防变色膜260。
[第15及第16实施方式]
接着,对发光装置的制造方法的第15及第16的实施方式进行说明。第15及第16实施方式的发光装置的制造方法基本上与第11及第12实施方式的发光装置的制造方法同样,但仅工序顺序与第11及第12实施方式的发光装置的制造方法不同。因此,以下说明中仅说明与第11及第12实施方式的发光装置的制造方法不同的部分,省略与第11及第12实施方式的发光装置的制造方法同样的部分。另外,银用表面处理剂可以使用上述物质。
图35是表示第15及第16实施方式的发光装置的制造方法的流程图。图36是通过图35的制造方法制造的发光装置的截面图。
如图35所示,第15及第16实施方式的发光装置201的制造方法首先与第11及第12实施方式同样,按顺序进行基板准备工序(步骤S301)、镀银层形成工序(步骤S302)。其中,基板准备工序(步骤S301)、镀银层形成工序(步骤S302)与第11及第12实施方式的基板准备工序(步骤S101)及镀银层形成工序(步骤S102)是同样的。
接着,作为B液的涂布工序(步骤S303),将B液涂布在镀银层216上,用B液将镀银层216覆盖。此时,从操作性的观点出发,优选将B液涂布在形成有镀银层216的基板210的整个表面,但也可以按照仅覆盖镀银层216的方式涂布B液。
接着,作为干燥工序(步骤S304)将涂布于镀银层216的B液的涂膜干燥,形成底涂层250。其中,干燥工序(步骤S304)与第11及第12实施方式的干燥工序(步骤S106)同样地进行。
接着,作为A液的涂布工序(步骤S305),在底涂层250上涂布A液,用A液覆盖将底涂层250的至少镀银层216被覆的部分。其中,从操作性的观点出发,优选将A液涂布在底涂层250整体,但可以按照仅覆盖底涂层250的镀银层216的方式涂布A液。
接着,作为干燥工序(步骤S306),将涂布于底涂层250的A液的涂膜干燥,形成阻气层252。其中,干燥工序(步骤S306)与第11及第12实施方式的干燥工序(步骤S106)同样地进行。
接着,作为反射体形成工序(步骤S307),在基板210的表面上形成反射体220。此时,通过银用表面处理剂(B液及A液)的涂布工序(步骤S303及S305)在基板210的整个表面上涂布银用表面处理剂时,在被覆基板210表面的由2层构成的防变色膜260的表面上形成反射体220。
接着,作为芯片搭载工序(步骤S308),将蓝色LED230芯片接合在阳极侧及阴极侧的任一个镀银层216上。此时,与第11及第12实施方式的引线接合工序(步骤S109)同样,按照将被镀银层216被覆的由2层构成的防变色膜260刺破的方式,将蓝色LED230接合于镀银层216,从而使蓝色LED230与镀银层216导通。
接着,作为引线接合工序(步骤S309),将蓝色LED230与阳极侧及阴极侧的任何另一个镀银层216引线接合。此时,由于镀银层216被防变色膜260被覆,因此与第11及第12实施方式的引线接合工序(步骤S109)同样,按照将被镀银层216被覆的由2层构成的防变色膜260刺破的方式,将引线的一端接合于镀银层216。另一方面,由于蓝色LED230未被防变色膜260被覆,因此接合线234的另一端如通常那样可以接合于蓝色LED230。由此,将蓝色LED230与镀银层216导通。
接着,作为步骤S310进行透明密封树脂填充工序。
如此,通过第15及第16实施方式的发光装置的制造方法,经过银用表面处理剂的涂布工序及干燥工序之后进行反射体形成工序及芯片搭载工序,从而如图36所示,可以制造蓝色LED230未被由2层构成的防变色膜260被覆的发光装置201。由此,在引线接合工序中,在将接合线234的一端接合于蓝色LED230时,如第11及第12实施方式的发光装置的制造方法那样,不必要刺破由2层构成的防变色膜260。
以上对本发明的优选实施方式进行了说明,但本发明并不限定于上述实施方式。
上述实施方式中,说明了作为接合于发光装置201的发光二极管,采用发出蓝色光的蓝色LED230的情况,但也可以采用发出除蓝色以外的光的发光二极管。
另外,上述实施方式的发光装置201以具备环绕蓝色LED230的反射体220者为例进行了说明,但也可以是不具备这样的反射体220者。
通过本实施方式的银用表面处理剂,可以形成银的变色防止性优异的防变色膜、特别是银的防硫化性优异的防银硫化膜,即便是作为荧光体使用了以往使用的Y2O2S:Eu(红色)、ZnS:Cu(绿色)、ZnS:Ag(蓝色)、日本特开平8-085787号公报所公开的化合物等含硫化合物的发光装置,也可获得充分的耐硫化性。
本实施方式的银用表面处理剂除了上述发光装置以外,也可应用于例如具备含银的防反射膜的等离子体显示器、液晶显示器等。
实施例
以下通过实施例及比较例进一步具体地说明本发明,但本发明并不限定于以下的实施例。
(实施例A1)
作为层状硅酸化合物,准备平均长边长度为10000nm的云母水分散液(Co-opChemical株式会社制、MEB-3)。在该云母水分散液12.5g中添加蒸馏水,达到总质量100g之后,使用自转-公转混合机(株式会社Thinky制、ARE-310)在2000rpm下混合10分钟,在2200rpm下脱泡10分钟,获得含有1质量%的平均长边长度为10000nm的云母的表面处理剂A。
层状硅酸化合物的平均长边长度如下求得:使用透射型电子显微镜(日本电子制、JEM-2100F)对纵100μm×横100μm范围的图像内的全部粒子的长边长度的值进行平均化,从而求得。另外,各粒子的长边长度是指粒子的外接长方形的长边长度度达到最大时的该长边的长度。
作为第2硅酸化合物,在Dowcorning制有机硅树脂(OE-6370M)1g中添加正庚烷99g,使总重量为100g,制备含有1质量%的第2硅酸化合物的表面处理剂B。
<评价用银基板的制作>
在钠玻璃制的载玻片上蒸镀有厚度为100nm的银的银基板上,使用湿厚为12μm的棒涂机涂布含有1质量%上述获得的第2硅酸化合物的表面处理剂B之后,在22℃下静置30分钟,将溶剂除去,进行150℃、1小时的加热处理。进而,涂布含有1质量%上述获得的层状硅酸化合物的表面处理剂A,在22℃下静置12小时,将溶剂除去,获得表面具备底涂层及阻气层(云母膜)的银基板(评价用银基板)。其中,湿厚是指除去溶剂之前的表面处理剂在刚涂布后的厚度。
<评价用发光装置的制作>
在Enomoto株式会社制的3528尺寸的LED用引线架(OP4)上利用金丝连接发光波长为467.5nm~470nm、容量为3.7μL的发光二极管芯片,制作发光装置。之后,在发光二极管上用玻璃吸管滴加含有1质量%的上述获得的第2硅酸化合物的表面处理剂B(第2硅酸化合物层形成材料)0.03mL,在22℃下静置30分钟,将溶剂除去,150℃下进行1小时的加热处理。之后,用玻璃吸管滴加0.03mL的表面处理剂A,在22℃下静置12小时,将溶剂除去,获得在镀银基板上具备底涂层及阻气层的发光装置。之后,在150℃下进行1小时的加热处理之后,使用Dowcorning制透明有机硅密封材料(OE-6631)进行密封,通过150℃、5小时的热处理进行固化,从而获得评价用发光装置。图37是对在实施例中使用银用表面处理剂形成的银硫化防变色膜之一例进行拍摄得到的材料的截面TEM照片。
<涂布有表面处理剂的银基板的硫化氢气体耐性评价>
首先,使用分光光度计(日本分光、V-570)测定上述获得的评价用银基板的波长550nm的可见光反射率,作为[硫化氢暴露前反射率]。接着,将评价用银基板在10ppm硫化氢气体气流、40℃、90%RH(相对湿度)中静置96小时之后,测定波长550nm的可见光反射率,作为[硫化氢暴露后反射率]。
[硫化氢暴露前反射率]-[硫化氢暴露后反射率]=[反射下降率],求得反射下降率。将结果示于表1。
<涂布有表面处理剂的发光装置的硫化氢气体耐性评价>
在顺电流为20mA、顺电压为3.3V下使评价用发光装置发光,使用多功能测光计(大塚电子株式会社、MCPD-3700)以30微秒的曝光时间测定发光强度,作为[硫化氢暴露前发光强度]。接着,将评价用发光装置在10ppm硫化氢气体气流、40℃、90%RH(相对湿度)中静置96小时后,在顺电流为20mA、顺电压为3.3V下使其发光,使用多功能测光计以30微秒的曝光时间测定发光强度,作为[硫化氢暴露后发光强度]。
[硫化氢暴露后发光强度]/[硫化氢暴露前发光强度])×100=[发光强度维持率],求得发光强度维持率。将结果示于表1。
<涂布有表面处理剂的发光装置的绝缘可靠性评价>
在顺电流为20mA、顺电压为3.3V下使评价用发光装置发光,使用多功能测光计(大塚电子株式会社、MCPD-3700)以30微秒的曝光时间测定发光强度,作为[试验前发光强度]。在顺电流为20mA、顺电压为3.3V下使评价用发光装置发光,同时在85℃、85%RH(相对湿度)中静置50小时后,目视观察。另外,在顺电流为20mA、顺电压为3.3V下使其发光,使用多功能测光计(大塚电子株式会社、MCPD-3700)以30微秒的曝光时间测定发光强度,作为[试验后发光强度]。通过目视观察,有因发生电化学迁移所导致的电极间的变色,求得([试验后发光强度]/[试验前发光强度])×100=[发光强度维持率]。将确认到电极间的变色、发光强度维持率在97%以下的情况作为不良评价为×,将完全没有电极间的变色、发光强度维持率为100%的情况作为良好评价为○。通过目视观察,将电极间虽可见些许变色、但发光强度维持率超过97%的情况作为容许评价为△。将结果示于表1。
<涂布有表面处理剂的发光装置的粘接性评价:红色油墨试验>
将评价用发光装置在钢笔用红墨水(PILOT公司制、INK30R)中在25℃下浸渍24小时后,取出进行水洗。使用实体显微镜观察有无因油墨造成的着色,将没有因油墨的渗染所导致的红色着色的情况作为粘接性良好判定为○,将有因油墨的渗染所导致的红色着色的情况作为粘接性不良判定为×。将结果示于表1。
<剥离试验用发光装置的制作>
在Enomoto株式会社制的3528尺寸的LED用引线架(OP4)上用金丝连接发光波长为467.5nm~470nm、容量为3.7μL的发光二极管芯片,制作发光装置。之后,在发光二极管上利用玻璃吸管滴加含有1质量%的上述获得的第2硅酸化合物的表面处理剂B(第2硅酸化合物层形成材料),在22℃下静置30分钟,将溶剂除去,进行150℃、1小时的加热处理。之后,利用玻璃吸管滴加0.03mL的表面处理剂A,在22℃下静置12小时将溶剂除去,获得在镀银基板上具备底涂层及阻气层的发光装置。之后,进行150℃、1小时的加热处理之后,使用Dowcorning制透明有机硅密封材料(OE-6631)进行密封,使Quad Group公司制φ1.8mm铜制螺柱销(901070U)的螺柱侧在密封材料中垂直竖起,通过150℃、5小时的热处理进行固化,从而获得剥离试验用发光装置。
<涂布有表面处理剂的发光装置的剥离试验>
将剥离试验用发光装置安装在Romulus制stud pimple试验机中,以1.5N/秒的速度进行剥离,测定剥离力。将结果示于表1。
(实施例A2)
使用平均长边长度为1000nm的云母(TOPY INDUSTRIES株式会社制、NTS-5),在该云母1g中添加蒸馏水,达到总重量100g,除此之外与实施例A1同样地制作表面处理剂,与实施例A1同样地进行评价。
(实施例A3)
使用平均长边长度为500nm的云母(TOPY INDUSTRIES株式会社制、NHT-B2),在该云母1g中添加蒸馏水,达到总重量100g,除此之外与实施例A1同样地制作表面处理剂,与实施例A1同样地进行评价。
(实施例A4)
使用平均长边长度为5000nm的蒙脱石(KUNIMINE INDUSTRIES株式会社制、kunipia F),在该蒙脱石1g中添加蒸馏水,达到总重量100g,除此之外与实施例A1同样地制作表面处理剂,与实施例A1同样地进行评价。
(实施例A5)
使用平均长边长度为2000nm的蒙脱石(KUNIMINE INDUSTRIES株式会社制、kunipia F),在该蒙脱石1g中添加蒸馏水,达到总重量100g,除此之外与实施例A1同样地制作表面处理剂,与实施例A1同样地进行评价。
(实施例A6)
使用平均长边长度为1000nm的蒙脱石(KUNIMINE INDUSTRIES株式会社制、kunipia F),在该蒙脱石1g中添加蒸馏水,达到总重量100g,除此之外与实施例A1同样地制作表面处理剂,与实施例A1同样地进行评价。
(实施例A7)
作为第2硅酸化合物,使用硅酸锂(日产化学株式会社制、LSS35)0.01g,除此之外,与实施例A1同样地制作表面处理剂,与实施例A1同样地进行评价。
(实施例A8)
作为第2硅酸化合物,使用在脱水二丁醚39g中溶解有聚硅氮烷20%溶液(AZElectronic Materials制、NL120A-20)1g的物质,除此之外,与实施例A1同样地制作表面处理剂,与实施例A1同样地进行评价。
(实施例A9)
作为第2硅酸化合物,使用在脱水二丁醚17g中溶解有聚硅氮烷20%溶液(AZElectronic Materials制、NAX120-20)3g的物质,除此之外,与实施例A1同样地制作表面处理剂,与实施例A1同样地进行评价。
(比较例A1)
不使用表面处理剂来制作银基板及发光装置,与实施例A1同样地进行评价。
(比较例A2)
不使用含有层状硅酸化合物的表面处理剂来制作银基板及发光装置,与实施例A1同样地进行评价。
(比较例A3)
不使用含有第2硅氧化物的表面处理剂B来制作银基板及发光装置,与实施例A1同样地进行评价。
层状硅酸化合物用超声波分散机进行粉碎,将平均长边长度调整为规定大小进行使用。
如表1所示,可知实施例A1~A9获得了银基板的硫化氢气体耐性、发光二极管的硫化氢气体耐性。另外可知,使用了发光二极管的发光装置获得了优异的粘接性。
(实施例B1)
作为层状硅酸化合物,准备平均长边长度为10000nm的云母水分散液(Co-opChemical株式会社制、MEB-3)。在该云母水分散液12.5g中添加蒸留水达到总质量100g之后,使用自转-公转混合机(株式会社Thinky制、ARE-310)在2000rpm下混合10分钟,在2200rpm下脱泡10分钟,获得含1质量%的平均长边长度为10000nm的云母的表面处理剂A。
层状硅酸化合物的平均长边长度是使用透射型电子显微镜(日本电子制、JEM-2100F)对纵100μm×横100μm范围的图像内的全部粒子的长边长度的值进行平均化而求得的。其中,各粒子的长边长度是粒子的外接长方形的长边长度度达到最大时的该长边的长度。
作为第2硅酸化合物,在Dowcorning制有机硅树脂(OE-6370M)3g中添加正庚烷97g,使总重量为100g,制备含有1质量%的第2硅酸化合物的表面处理剂B。
<评价用银基板的制作>
在钠玻璃制的载玻片上蒸镀有厚度为100nm的银的银基板上,使用湿厚为12μm的棒涂机涂布含有3质量%上述获得的第2硅酸化合物的表面处理剂B之后,在22℃下静置30分钟,将溶剂除去,进行150℃、1小时的加热处理。进而,涂布含有1质量%上述获得的层状硅酸化合物的表面处理剂A,在22℃下静置12小时,将溶剂除去,获得表面具备底涂层及阻气层的银基板(评价用银基板)。其中,湿厚是指除去溶剂之前的表面处理剂在刚涂布后的厚度。
<评价用发光装置的制作>
在Enomoto株式会社制的3528尺寸的LED用引线架(OP4)上利用金丝连接发光波长为467.5nm~470nm、容量为3.7μL的发光二极管芯片,制作发光装置。之后,在发光二极管上中用玻璃吸管滴加含有3质量%的上述获得的第2硅酸化合物的表面处理剂B(第2硅酸化合物层形成材料)0.03mL,在22℃下静置30分钟,将溶剂除去,150℃下进行1小时的加热处理。之后,用玻璃吸管滴加0.03mL的表面处理剂A,在22℃下静置12小时,将溶剂除去,获得在镀银基板上具备底涂层及阻气层的发光装置。之后,在150℃下进行1小时的加热处理之后,使用Dowcorning制透明有机硅密封材料(OE-6631)进行密封,通过150℃、5小时的热处理进行固化,从而获得评价用发光装置。图37是对在实施例中使用银用表面处理剂形成的银硫化防变色膜之一例进行拍摄得到的材料的截面TEM照片。
<涂布有表面处理剂的银基板的硫化氢气体耐性评价>
首先,使用分光光度计(日本分光、V-570)测定上述获得的评价用银基板的波长550nm的可见光反射率,作为[硫化氢暴露前反射率]。接着,将评价用银基板在10ppm硫化氢气体气流、40℃、90%RH(相对湿度)中静置96小时之后,测定波长550nm的可见光反射率,作为[硫化氢暴露后反射率]。
[硫化氢暴露前反射率]-[硫化氢暴露后反射率]=[反射下降率],求得反射下降率。将结果示于表2。
<涂布有表面处理剂的发光装置的硫化氢气体耐性评价>
在顺电流为20mA、顺电压为3.3V下使评价用发光装置发光,使用多功能测光计(大塚电子株式会社、MCPD-3700)以30微秒的曝光时间测定发光强度,作为[硫化氢暴露前发光强度]。接着,将评价用发光装置在10ppm硫化氢气体气流、40℃、90%RH(相对湿度)中静置96小时后,在顺电流为20mA、顺电压为3.3V下使其发光,使用多功能测光计以30微秒的曝光时间测定发光强度,作为[硫化氢暴露后发光强度]。
[硫化氢暴露后发光强度]/[硫化氢暴露前发光强度])×100=[发光强度维持率],求得发光强度维持率。将结果示于表2。
<涂布有表面处理剂的发光装置的绝缘可靠性评价>
在顺电流为20mA、顺电压为3.3V下使评价用发光装置发光,使用多功能测光计(大塚电子株式会社、MCPD-3700)以30微秒的曝光时间测定发光强度,作为[试验前发光强度]。在顺电流为20mA、顺电压为3.3V下使评价用发光装置发光,同时在85℃、85%RH(相对湿度)中静置50小时后,目视观察。另外,在顺电流为20mA、顺电压为3.3V下使其发光,使用多功能测光计(大塚电子株式会社、MCPD-3700)以30微秒的曝光时间测定发光强度,作为[试验发光强度]。通过目视观察,有因发生电化学迁移所导致的电极间的变色,求得([试验后发光强度]/[试验前发光强度])×100=[发光强度维持率]。将确认到电极间的变色、发光强度维持率在97%以下的情况作为不良评价为×,将完全没有电极间的变色、发光强度维持率为100%的情况作为良好评价为○。通过目视观察,将电极间虽可见些许变色、但发光强度维持率超过97%的情况作为容许评价为△。将结果示于表2。
<涂布有表面处理剂的发光装置的粘接性评价:红色油墨试验>
将评价用发光装置在钢笔用红墨水(PILOT公司制、INK30R)中在25℃下浸渍24小时后取出进行水洗。使用实体显微镜观察有无因油墨造成的着色,将没有因油墨的渗染所导致的红色着色的情况作为粘接性良好判定为○,将有因油墨的渗染所导致的红色着色的情况作为粘接性不良判定为×。将结果示于表2。
<剥离试验用发光装置的制作>
在Enomoto株式会社制的3528尺寸的LED用引线架(OP4)上用金丝连接发光波长为467.5nm~470nm、容量为3.7μL的发光二极管芯片,制作发光装置。之后,在发光二极管上利用玻璃吸管滴加含有3质量%上述获得的第2硅酸化合物的表面处理剂B(第2硅酸化合物层形成材料),在22℃下静置30分钟,将溶剂除去,进行150℃1小时的加热处理。之后,利用玻璃吸管滴加0.03mL的表面处理剂A,在22℃下静置12小时,将溶剂除去,获得在镀银基板上具备第2硅氧化物层及云母层的发光装置。之后,进行150℃、1小时的加热处理之后,使用Dowcorning制透明有机硅密封材料(OE-6631)进行密封,使Quad Group公司制φ1.8mm铜制螺柱销(901070U)的螺柱侧在密封材料中垂直竖起,通过150℃、5小时的热处理进行固化,从而获得剥离试验用发光装置。将结果示于表2中。
<涂布有表面处理剂的发光装置的剥离试验>
将剥离试验用发光装置安装在Romulus制stud pimple试验机中,以1.5N/秒的速度进行剥离,测定剥离力。将结果示于表2。
(实施例B2)
使用平均长边长度为1000nm的云母(TOPY INDUSTRIES株式会社制、NTS-5),在该云母1g中添加蒸馏水,达到总重量100g,除此之外与实施例B1同样地制作表面处理剂,与实施例B1同样地进行评价。将结果示于表2。
(实施例B3)
使用平均长边长度为500nm的云母(TOPY INDUSTRIES株式会社制、NHT-B2),在该云母1g中添加蒸馏水,达到总重量100g,除此之外与实施例B1同样地制作表面处理剂,与实施例B1同样地进行评价。将结果示于表2。
(实施例B4)
使用平均长边长度为5000nm的蒙脱石(KUNIMINE INDUSTRIES株式会社制、kunipia F),在该蒙脱石1g中添加蒸馏水,达到总重量100g,除此之外与实施例B1同样地制作表面处理剂,与实施例B1同样地进行评价。将结果示于表2。
(实施例B5)
使用平均长边长度为2000nm的蒙脱石(KUNIMINE INDUSTRIES株式会社制、kunipia F),在该蒙脱石1g中添加蒸馏水,达到总重量100g,除此之外与实施例B1同样地制作表面处理剂,与实施例B1同样地进行评价。将结果示于表2。
(实施例B6)
使用平均长边长度为1000nm的蒙脱石(KUNIMINE INDUSTRIES株式会社制、kunipia F),在该蒙脱石1g中添加蒸馏水,达到总重量100g,除此之外与实施例B1同样地制作表面处理剂,与实施例B1同样地进行评价。将结果示于表2。
(实施例B7)
作为第2硅酸化合物,使用在Dowcorning制有机硅树脂(OE-6370M)0.05g中添加正庚烷99.5g、使总重量为100g进行制备,除此之外,与实施例B1同样地制作表面处理剂,与实施例B1同样地进行评价。将结果示于表2。
(实施例B8)
作为第2硅酸化合物,使用在Dowcorning制有机硅树脂(OE-6370M)6g中添加正庚烷94g、使总重量为100g进行制备,除此之外,与实施例B1同样地制作表面处理剂,与实施例B1同样地进行评价。将结果示于表2。
(实施例B9)
作为第2硅酸化合物,使用在Dowcorning制有机硅树脂(OE-6370HF)3g中添加正庚烷97g、使总重量为100g进行制备,除此之外,与实施例B1同样地制作表面处理剂,与实施例B1同样地进行评价。将结果示于表2。
(实施例B10)
作为第2硅酸化合物,使用在Dowcorning制有机硅树脂(OE-6351)3g中添加正庚烷97g、使总重量为100g进行制备,除此之外,与实施例B1同样地制作表面处理剂,与实施例B1同样地进行评价。将结果示于表2。
(实施例B11)
作为第2硅酸化合物,使用在Dowcorning制有机硅树脂(OE-6336)3g中添加正庚烷97g、使总重量为100g进行制备,除此之外,与实施例B1同样地制作表面处理剂,与实施例B1同样地进行评价。将结果示于表2。
(实施例B12)
作为第2硅酸化合物,使用在Dowcorning制有机硅树脂(EG-6301)3g中添加正庚烷97g、使总重量为100g进行制备,除此之外,与实施例B1同样地制作表面处理剂,与实施例B1同样地进行评价。将结果示于表3。
(实施例B13)
作为第2硅酸化合物,使用在信越化学制有机硅树脂(KER-2600)3g中添加正庚烷97g、使总重量为100g进行制备,除此之外,与实施例B1同样地制作表面处理剂,与实施例B1同样地进行评价。将结果示于表3。
(实施例B14)
作为第2硅酸化合物,使用在Dowcorning制有机硅树脂(OE-6630)3g中添加正庚烷97g、使总重量为100g进行制备,除此之外,与实施例B1同样地制作表面处理剂,与实施例B1同样地进行评价。将结果示于表3。
(实施例B15)
作为第2硅酸化合物,使用在WACKER制有机硅树脂(LUMISIL868)3g中添加正庚烷97g、使总重量为100g进行制备,除此之外,与实施例B1同样地制作表面处理剂,与实施例B1同样地进行评价。将结果示于表3。
(实施例B16)
作为第2硅酸化合物,使用在WACKER制有机硅树脂(LUMISIL815)3g中添加正庚烷97g、使总重量为100g进行制备,除此之外,与实施例B1同样地制作表面处理剂,与实施例B1同样地进行评价。将结果示于表3。
(实施例B17)
作为第2硅酸化合物,使用在信越化学制有机硅树脂(KER-6000)3g中添加正庚烷97g、使总重量为100g进行制备,除此之外,与实施例B1同样地制作表面处理剂,与实施例B1同样地进行评价。将结果示于表3。
(比较例B1)
不使用表面处理剂来制作银基板及发光装置,与实施例B1同样地进行评价。将结果示于表3。
(比较例B2)
不使用含有层状硅酸化合物的表面处理剂A来制作银基板及发光装置,与实施例B1同样地进行评价。将结果示于表3。
(比较例B3)
使第2硅酸化合物的膜厚为8nm,除此之外,与实施例B5同样地制作表面处理剂,与实施例B1同样地进行评价。将结果示于表3。
(比较例B4)
不使用含有第2硅酸化合物的表面处理剂B来制作银基板及发光装置,使用平均长边长度为1000nm的蒙脱石(KUNIMINE INDUSTRIES株式会社制、kunipia F),将该蒙脱石1g添加在蒸馏水中使总重量为100g,除此之外与实施例B1同样地进行评价。将结果示于表3。
(比较例B5)
作为第2硅酸化合物,在信越化学制底漆(R-3)3g中添加醋酸乙酯97g,使总重量为100g进行制备,除此之外,与实施例B1同样地制作表面处理剂,与实施例B1同样地进行评价。将结果示于表3。
层状硅酸化合物利用超声波分散机进行粉碎,将平均长边长度调整为规定大小进行使用。
<氧透过率的测定>
称量表4记载的层状硅酸化合物5质量%、水95质量%并混合,利用自转-公转混合机(株式会社Thinky制、ARE-310)以2000rpm混合10分钟,进行2200rpm、10分钟的脱泡。
在带易粘接层的PET膜(东洋纺制、A4300-125)上,使用湿厚为100μm的棒涂机,涂布上述获得的层状硅氧化物5质量%的表面处理剂之后,在22℃下静置12小时将溶剂除去,制作在表面具备层状硅酸化合物膜的PET膜。根据JIS K7126-1(GC法),测定表面具备层状硅酸化合物膜的PET膜的氧透过率。将结果示于表4。
<体积电阻率的测定>
将表5记载的第2硅酸化合物3g涂布在带铜电极的基板上,在150℃下干燥3小时,获得体积电阻率测定试验片。根据JIS C2139测定体积电阻率。将结果示于表5。
表4
表5
如表2及表3所示可知,在实施例B1~B17中获得了银基板的硫化氢气体耐性、发光二极管的硫化氢气体耐性。另外可知,使用了发光二极管的发光装置获得了优异的粘接性。此外,还获得了良好的绝缘可靠性。
符号说明
1~4 光半导体装置
10 基板
10a 表面
12 基体
14 镀铜板
16 镀银层
20 反射体(光反射部)
20a 光反射面
20b 顶面
20c 外周面
20d 上端部
22 内侧空间
30 蓝色发光二极管
32 芯片焊接材料
34 接合线
40 透明密封部
42 荧光体
44 透明密封树脂
50 阻气层
60 底涂层
60a 底涂层反射面部
63 底涂层
63a 底涂层反射面部
63b 前端面
64 底涂层
64a 底涂层反射面部
64b 底涂层顶面部
L 粘土稀释液
M 底涂稀释液
U 露出部
101~106 光半导体装置
108 中间部件
110 基板
110a 表面
112 基体
114 镀铜板
116 镀银层
120 反射体(光反射部)
120a 光反射面
120b 顶面
120c 外周面
122 内侧空间
124 开口
130 蓝色发光二极管(发光二极管)
132 芯片焊接材料
134 接合线
140 透明密封部
142 荧光体
150 阻气层
151 阻气层
152 第二阻气层
153 第二阻气层
153a 光反射面覆部
153b 接合线覆部
154 第二阻气层
154a 光反射面覆部
154b 接合线覆部
155 阻气层
160 底涂层
L 粘土稀释液
201 发光装置
210 基板
210a 基板的表面
212 基体
214 镀铜板
216 镀银层
220 反射体(光反射部)
220a 内周面(光反射面)
220b 顶面
220c 外周面
222 内侧空间
230 蓝色LED(蓝色发光二极管)
232 芯片焊接材料
234 接合线
240 透明密封树脂(透明密封部)
242 荧光体
250 第2层(底涂层)
252 第1层(阻气层)
260 复层膜(防变色膜)
M B液

Claims (3)

1.一种发光装置,其具备:具有镀银层的基板、搭载在所述基板上的发光二极管和至少将所述镀银层的表面被覆的复层膜,
其中,所述复层膜具有含层状硅酸化合物的第1层和含除所述层状硅酸化合物以外的第2硅酸化合物的第2层,
除所述层状硅酸化合物以外的第2硅酸化合物的体积电阻率为1010~1016Ω·cm,
所述第2层的层厚为10nm~1000nm。
2.根据权利要求1所述的发光装置,其中,在所述镀银层的表面上按顺序设置有所述第2层和所述第1层。
3.根据权利要求1或2所述的发光装置,其被透明密封树脂被覆或密封。
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