JP2003282948A - 発光装置およびその製造方法 - Google Patents

発光装置およびその製造方法

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JP2003282948A JP2002078119A JP2002078119A JP2003282948A JP 2003282948 A JP2003282948 A JP 2003282948A JP 2002078119 A JP2002078119 A JP 2002078119A JP 2002078119 A JP2002078119 A JP 2002078119A JP 2003282948 A JP2003282948 A JP 2003282948A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射体と樹脂との剥離が防止できる発光装置
を提供すること。 【解決手段】 基板1上に、半導体発光素子3をAgペ
ースト2で固定すると共に、常温における破断強度が1
00mN以上の金線4によってワイヤボンディングす
る。半導体発光素子3の左右両側に反射体7を配置す
る。反射体7は、ガラスを5wt%以上25wt%以下
の割合で含み、かつ、酸化チタンを5wt%以上25w
t%以下の割合で含み、かつ、カルシウム酸化物を5w
t%以上25wt%以下の割合で含む液晶ポリマーから
なり、反射面7a,7aが、算術平均粗さが1μm以上
20μm以下の粗面に形成されている。2つの反射体
7,7の間に、ガラス転移温度が40℃以上100℃以
下のエポキシ樹脂9を配置して、発光素子3および金線
4を封止する。粗面によって密着したエポキシ樹脂9と
反射体7との間には、剥離が生じ難い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光装置およびそ
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、発光装置は、図3に示すように、
基板101上に、Ag(銀)ペースト102によって固
定した半導体発光素子103と、この半導体発光素子1
03にボンディングされると共に図示しない電極に接続
された金線104と、上記半導体発光素子103の周囲
に配置されて、その半導体発光素子103からの光を反
射する2つの反射体107を設け、この2つの反射体1
07,107の間に樹脂109を配置して、この樹脂1
09で上記発光素子103および金線104を封止して
いる。上記反射体107は、上記半導体発光素子103
からの熱の影響を考慮して、耐熱性が高い液晶ポリマー
によって形成し、この反射体107の半導体発光素子1
03側の面である光反射面107aは、表面処理を施さ
ないか、あるいは鏡面仕上げを施している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の発光装置は、上記反射体の光反射面107aは、表
面処理を施さないか、あるいは鏡面仕上げであるので、
上記反射体107と樹脂109との間の密着性が悪い。
したがって、この発光装置の取付け時の熱や、発光装置
の動作時の熱などによって、反射体107と樹脂109
とが剥離する虞がある。この反射体107と樹脂109
との剥離が進行すると、上記基板101と樹脂109と
の剥離を誘発し、その結果、この基板101と樹脂10
9との剥離に起因する応力によって、上記半導体発光素
子103と金線104との接続が破壊されるなどの深刻
な問題を引き起こす。また、上記反射体107と樹脂1
09との間の密着性が悪いと、上記反射体107と樹脂
109との剥離部分に水が侵入するなどの不都合が生じ
る。
【0004】そこで、本発明の目的は、反射体と樹脂と
の剥離が防止できる発光装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の発光装置は、基体上に、発光素子と、この
発光素子の出射光を反射する反射体と、上記発光素子と
反射体の間に配置された樹脂とを備える発光装置におい
て、上記反射体の上記発光素子の出射光を反射する面
が、粗面に形成されていることを特徴としている。
【0006】上記構成によれば、上記反射体の少なくと
も上記発光素子の出射光を反射する面が粗面に形成され
ているので、この反射体の粗面による上記反射体と樹脂
との間の密着力が比較的大きくなる。したがって、例え
ば発光装置を基板などに取付ける際に発光装置が熱を受
け取ったり、発光装置が動作時に発熱しても、上記反射
体と樹脂とは剥離し難い。その結果、上記基体と樹脂と
が剥離したり、この基体と樹脂との剥離に起因して発光
素子に接続されたボンディングワイヤなどが断線した
り、反射体と樹脂との間の剥離部から水が侵入して発光
装置が故障するといった不都合が、確実に回避される。
【0007】1実施形態の発光装置は、上記反射体の上
記粗面は、算術平均粗さが1μm以上20μm以下であ
る。
【0008】上記実施形態によれば、上記反射体の上記
粗面の算術平均粗さを1μm以上20μm以下に形成し
たので、この反射体の粗面による反射体と樹脂との間の
密着力が、適切な大きさになる。ここで、上記粗面の算
術平均粗さが1μmよりも小さいと、反射体と樹脂との
密着力が不十分になって、反射体と樹脂との剥離などの
問題が回避できない。一方、上記粗面の算術平均粗さが
20μmよりも大きいと、この粗面が形成された反射面
での光の反射量が不十分になって、発光装置が出射する
光の輝度が不十分になる。
【0009】1実施形態の発光装置は、上記反射体は、
液晶ポリマーを含む。
【0010】上記実施形態によれば、上記反射体が含む
液晶ポリマーは、耐熱性能が良好である一方、樹脂と密
着し難い。しかしながら、上記反射体は粗面を有するの
で、この粗面を介して反射体と樹脂との間に十分な密着
力が得られる。したがって、発光装置の温度が発光動作
などによって上昇しても、液晶ポリマーからなる反射体
の光反射機能が安定すると共に、反射体と樹脂との剥離
の問題が防止されて、良好な性能を有する発光装置が安
定して得られる。
【0011】1実施形態の発光装置は、上記液晶ポリマ
ーは、ガラスを0wt%を越えて30wt%以下の割合
で含む。
【0012】上記実施形態によれば、上記反射体は、ガ
ラスを含む液晶ポリマーを含むので、良好な強度の反射
体が得られる。ここで、上記液晶ポリマーに含まれるガ
ラスの割合が30wt%よりも大きいと、この反射体を
透過する発光素子の出射光が増大して発光装置の輝度が
低下したり、発光装置の側面に光の漏れが生じる虞があ
り、また、この反射体を例えば射出成型によって作成す
る場合、金型の摩耗が著しくなるという不都合がある。
【0013】1実施形態の発光装置は、上記液晶ポリマ
ーは、酸化チタンを0wt%を越えて30wt%以下の
割合で含む。
【0014】上記実施形態によれば、上記反射体は、酸
化チタンを含む液晶ポリマーを含むので、光の反射率が
向上する。ここで、上記液晶ポリマーに含まれる酸化チ
タンの割合が30wt%よりも大きいと、この反射体の
例えば射出成型による作成時に、上記酸化チタンおよび
液晶ポリマーを含む樹脂の流れが悪くなり、安定して成
型できなくなる。
【0015】1実施形態の発光装置は、上記液晶ポリマ
ーは、カルシウム酸化物を0wt%を越えて50wt%
以下の割合で含む。
【0016】上記実施形態によれば、上記反射体は、カ
ルシウム酸化物を含む液晶ポリマーを含むので、安定し
て粗面を形成できると共に、樹脂と良好な密着性を有す
る粗面が形成できる。ここで、上記液晶ポリマーに含ま
れるカルシウム酸化物の割合が50wt%よりも大きい
と、反射体の液晶ポリマーの含有率が低下することによ
って、反射体の耐熱性および強度が低下してしまう。
【0017】1実施形態の発光装置は、上記液晶ポリマ
ーは、ガラスを20wt%以上30wt%以下の割合で
含み、かつ、酸化チタンを20wt%以上30wt%以
下の割合で含む。
【0018】上記実施形態によれば、上記液晶ポリマー
によって、良好な強度と光反射率を有する反射体が得ら
れる。ここで、上記ガラスの割合が20wt%よりも小
さいと、反射体の耐熱性および機械的強度が低下してし
まい、上記ガラスの割合が30wt%よりも大きいと、
反射体の光透過量が増大して発光装置の輝度が低下した
り、発光装置の側面に光の漏れが生じたり、反射体の成
型時に金型の摩耗が著しくなる。また、上記酸化チタン
の割合が20wt%よりも小さいと、反射体の光の反射
率が低下すると共に強度が低下し、上記酸化チタンの割
合が30wt%よりも大きいと、反射体の成型時の液晶
ポリマーおよび酸化チタンを含む樹脂の流れが悪化し
て、安定して反射体が作成できなくなる。
【0019】1実施形態の発光装置は、上記液晶ポリマ
ーは、ガラスを5wt%以上25wt%以下の割合で含
み、かつ、酸化チタンを5wt%以上25wt%以下の
割合で含み、かつ、カルシウム酸化物を5wt%以上2
5wt%以下の割合で含む。
【0020】上記実施形態によれば、上記液晶ポリマー
によって、良好な強度と光反射率を有する反射体が形成
できると共に、この反射体に安定して粗面が形成でき、
また、この粗面と樹脂との間に良好な密着性が得られ
る。ここで、上記ガラスの割合が5wt%よりも小さい
と、反射体の強度が不十分になり、上記ガラスの割合が
25wt%よりも大きいと、反射体の光透過率が上昇し
て、発光装置の輝度の不足や発光装置側面への光の漏れ
などの不都合が生じる。また、上記酸化チタンの割合が
5wt%よりも小さいと、反射体の光反射率が低下し、
上記酸化チタンの割合が25wt%よりも大きいと、反
射体の成型時の樹脂の流れが悪化して、反射体が安定し
て形成し難くなる。また、上記カルシウム酸化物の割合
が5wt%よりも小さいと、反射体に安定して粗面が形
成し難くなり、上記カルシウム酸化物の割合が25wt
%よりも大きいと、反射体の耐熱性および強度が低下す
る。
【0021】1実施形態の発光装置は、上記樹脂は、ガ
ラス転移温度が40℃以上100℃以下のエポキシ樹脂
である。
【0022】上記実施形態によれば、上記樹脂は、ガラ
ス転移温度が40℃以上100℃以下のエポキシ樹脂で
あるので、良好な耐温度サイクル性と耐リフロー性が得
られる。また、上記樹脂の線膨張率を反射体の線膨張率
と略同じにできるので、発光装置の温度が上昇しても、
上記樹脂と反射体との間に剥離が生じ難い。ここで、上
記ガラス転移温度が40℃よりも小さいと、一般的な環
境における発光装置の使用で樹脂が変形する虞があり、
上記ガラス転移温度が100℃よりも大きいと、耐リフ
ロー性が悪化する虞がある。
【0023】1実施形態の発光装置は、上記発光素子は
金線によってワイヤボンディングされており、上記金線
は常温における破断強度が100mN以上である。
【0024】上記実施形態によれば、上記破断強度が1
00mN以上の金線は耐温度サイクル性能が良好である
ので、この金線によって発光素子がワイヤボンディング
された上記発光装置は、発光装置の動作が繰り返されて
温度の上昇と下降が繰り返される状態の下で、長期に亘
って性能が安定に保持される。
【0025】本発明の発光装置の製造方法は、上記の発
光装置の製造方法であって、液晶ポリマーを含む反射体
に、アルカリ液を曝して粗面を形成する工程を有するこ
とを特徴としている。
【0026】上記構成によれば、上記液晶ポリマーを含
む反射体に、上記アルカリ液を曝すことによって、容易
かつ効率的に粗面が形成される。
【0027】1実施形態の発光装置の製造方法は、上記
アルカリ液は、KOH(水酸化カリウム)を20wt%
以上50wt%以下の割合で含み、かつ、温度が50℃
以上であり、このアルカリ液に上記液晶ポリマーを含む
反射体を1分間以上曝して粗面を形成する。
【0028】上記実施形態によれば、上記液晶ポリマー
を含む反射体に、適切な粗さの粗面が形成される。
【0029】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
により詳細に説明する。
【0030】図1は、本発明の実施形態の発光装置を示
す図である。この発光装置は、基体としての樹脂基板1
上に、Agペースト2によって半導体発光素子3を固定
している。この半導体発光素子3は、金線4によってワ
イヤボンディングされて、図示しない電極に接続されて
いる。上記金線4は、常温における破断強度が100m
N以上である。上記基板1上に、上記半導体発光素子3
の図1において左右両側に位置するように、この半導体
発光素子3からの光を反射して上方に導く2つの反射体
7,7を配置している。この反射体7は、液晶ポリマー
によって形成されており、この液晶ポリマーは、ガラス
を5wt%以上25wt%以下の割合で含み、かつ、酸
化チタンを5wt%以上25wt%以下の割合で含み、
かつ、カルシウム酸化物を5wt%以上25wt%以下
の割合で含む。この反射体7の上記半導体発光素子3側
の面である反射面7a,7aは、算術平均粗さが1μm
以上20μm以下の粗面に形成されている。上記反射体
7,7は、上記基板1にエポキシ接着剤によって貼り付
けられている。上記基板1上、かつ上記2つの反射体
7,7の間に、ガラス転移温度が40℃以上100℃以
下であって透明のエポキシ樹脂9を配置して、このエポ
キシ樹脂9によって上記発光素子3および金線4を封止
している。
【0031】図2は、上記反射体7を構成する液晶ポリ
マーに粗面を形成する工程を説明する工程図である。こ
の液晶ポリマーに粗面を形成する工程は、液晶ポリマー
がアルカリ溶液と反応し易い性質を利用している。ま
ず、ステップ1において、KOHを20wt%以上50
wt%以下の割合で含むと共に温度が50℃以上のアル
カリ溶液に、液晶ポリマーの所定の面であって反射体の
反射面7aに相当する面を1分間以上浸して、その面を
粗面化する。このアルカリ溶液に含まれるKOHの割合
は、形成すべき粗面の粗さに応じて20wt%以上50
wt%以下の間で調節すればよく、35wt%以上45
wt%以下であるのが好ましい。また、上記アルカリ溶
液の温度は、80℃以上90℃以下であるのが好まし
い。また、上記アルカリ溶液に液晶ポリマーを浸す時間
は、3分間以上7分間以下であるのが好ましい。この粗
面化工程に先行して、液晶ポリマーの強度保持や寸法安
定のために、アニール処理を施してもよい。
【0032】続いて、ステップ2に進み、流水によって
液晶ポリマーに付着したアルカリ溶液を除去する。
【0033】その後、ステップ3に進み、希硫酸などを
用いて、ステップ1において液晶ポリマーに残留したア
ルカリ溶液を中和する。液晶ポリマーにアルカリ溶液が
残留したままの状態で発光装置を形成すると、他の電子
部品に悪影響を与える虞があるので、残留したアルカリ
溶液を中和する工程は不可欠である。
【0034】引き続いて、ステップ4では、ステップ3
の中和工程で用いられて液晶ポリマーに残留した希硫酸
を、水と超音波によって除去する。
【0035】最後に、ステップ5において、粗面が形成
された液晶ポリマーを乾燥する。
【0036】上記液晶ポリマーに粗面を形成する工程
は、液晶ポリマーを基板に取付ける前と取付けた後との
いずれの時期に実施してもよい。
【0037】上記方法によって粗面が反射体の反射面7
aに形成された発光装置は、この粗面によって、上記反
射体7とエポキシ樹脂9とが比較的大きい密着力で密着
されている。したがって、この発光装置を所定の基板な
どに取付ける際や、発光装置の動作時などに、発光装置
が熱を受け取っても、上記反射体7とエポキシ樹脂9と
が剥離することがない。その結果、発光装置の基板1と
エポキシ樹脂9とが剥離したり、基板1とエポキシ樹脂
9との剥離に起因して発光素子3に接続された金線4が
断線するといった不都合や、反射体7とエポキシ樹脂9
との間の剥離部から水が侵入して発光装置が故障する不
都合などが、確実に回避される。
【0038】上記実施形態において、上記反射体7を形
成する液晶ポリマーは、ガラスを5wt%以上25wt
%以下の割合で含み、かつ、酸化チタンを5wt%以上
25wt%以下の割合で含み、かつ、カルシウム酸化物
を5wt%以上25wt%以下の割合で含んだが、ガラ
スのみを0wt%を越えて30wt%以下の割合で含ん
でもよく、酸化チタンのみを0wt%を越えて30wt
%以下の割合で含んでもよく、また、ガラスを20wt
%以上30wt%以下の割合で含むと共に酸化チタンを
20wt%以上30wt%以下の割合で含んでもよい。
【0039】また、上記反射体7に形成した粗面は、上
記反射面7aのみに限られず、反射体の上面および下面
に形成してもよい。この反射体7の上面に粗面を形成し
た場合、この上面に印刷される配線パターンと反射体7
との密着力を、効果的に増加することができる。また、
上記反射体7の下面に粗面を形成した場合、この反射体
7の下面に接着剤を配置して反射体7と基板1とを接着
する場合の接着力を、効果的に増加できる。
【0040】また、上記エポキシ樹脂9は、透明に限ら
れず乳白色であってもよく、また、他の色が着色されて
いてもよい。
【0041】上記基板1は樹脂からなるが、金属で形成
してもよい。この場合、インサート成形によって、上記
金属からなる基板上に液晶ポリマーからなる反射体を効
果的に形成できる。
【0042】
【発明の効果】以上より明らかなように、本発明の発光
装置によれば、基体上に、発光素子と、この発光素子の
出射光を反射する反射体と、上記発光素子と反射体の間
に配置された樹脂とを備える発光装置において、上記反
射体の上記発光素子の出射光を反射する面が、粗面に形
成されているので、この粗面によって反射体と樹脂との
間の密着力が比較的大きくなって、この反射体と樹脂と
の剥離を効果的に防止できる。したがって、上記基体と
樹脂とが剥離したり、上記発光素子とその発光素子に続
されたボンディングワイヤなどが断線するといった不都
合や、上記反射体と樹脂との間の剥離部から水が侵入し
て発光装置が故障するといった不都合などが、確実に回
避できる。
【0043】1実施形態の発光装置によれば、上記反射
体の上記粗面は、算術平均粗さが1μm以上20μm以
下であるので、この反射体の粗面と樹脂との間に適切な
大きさの密着力が得られる。
【0044】1実施形態の発光装置によれば、上記反射
体は、液晶ポリマーを含むので、良好な耐熱性能を有し
て安定した光反射機能を奏する反射体が形成できる。
【0045】1実施形態の発光装置によれば、上記液晶
ポリマーは、ガラスを0wt%を越えて30wt%以下
の割合で含むので、良好な強度を有する反射体が形成で
きる。
【0046】1実施形態の発光装置によれば、上記液晶
ポリマーは、酸化チタンを0wt%を越えて30wt%
以下の割合で含むので、良好な光反射率を有する反射体
が形成できる。
【0047】1実施形態の発光装置によれば、上記液晶
ポリマーは、カルシウム酸化物を0wt%を越えて50
wt%以下の割合で含むので、反射体に安定して粗面が
形成できると共に、この粗面と樹脂との密着性が良好に
できる。
【0048】1実施形態の発光装置によれば、上記液晶
ポリマーは、ガラスを20wt%以上30wt%以下の
割合で含み、かつ、酸化チタンを20wt%以上30w
t%以下の割合で含むので、良好な強度と光の反射率を
有する反射体が得られる。
【0049】1実施形態の発光装置によれば、上記液晶
ポリマーは、ガラスを5wt%以上25wt%以下の割
合で含み、かつ、酸化チタンを5wt%以上25wt%
以下の割合で含み、かつ、カルシウム酸化物を5wt%
以上25wt%以下の割合で含むので、良好な強度およ
び光反射率を有する反射体が形成でき、かつ、この反射
体の粗面と樹脂との密着性を良好にできる。
【0050】1実施形態の発光装置によれば、上記樹脂
は、ガラス転移温度が40℃以上100℃以下のエポキ
シ樹脂であるので、良好な耐温度サイクル性と耐リフロ
ー性が得られ、また、上記樹脂と反射体とを略同じ線膨
張率にできるので、発光装置の温度が上昇しても、上記
樹脂と反射体との間に剥離が生じ難くできる。
【0051】1実施形態の発光装置によれば、上記発光
素子は金線によってワイヤボンディングされており、上
記金線は常温における破断強度が100mN以上である
ので、上記発光装置の発光動作が繰り返されて温度の上
昇と下降が繰り返されても金線の破断などの不都合が生
じ難くて、長期に亘って安定した性能が得られる。
【0052】本発明の発光装置の製造方法によれば、液
晶ポリマーを含む反射体に、アルカリ液を曝して粗面を
形成する工程を有するので、上記粗面が容易かつ効率的
に形成できる。
【0053】1実施形態の発光装置の製造方法によれ
ば、上記アルカリ液は、KOHを20wt%以上50w
t%以下の割合で含み、かつ、温度が50℃以上であ
り、このアルカリ液に上記液晶ポリマーを含む反射体を
1分間以上曝して粗面を形成するので、上記液晶ポリマ
ーを含む反射体に、適切な粗さの粗面が形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態の発光装置を示す図であ
る。
【図2】 反射体に粗面を形成する工程を説明する工程
図である。
【図3】 従来の発光装置を示す図である。
【符号の説明】
1 基板 2 Agペースト 3 半導体発光素子 4 金線 7 反射体 7a 反射面 9 エポキシ樹脂

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基体上に、発光素子と、この発光素子の
    出射光を反射する反射体と、上記発光素子と反射体の間
    に配置された樹脂とを備える発光装置において、 上記反射体の上記発光素子の出射光を反射する面が、粗
    面に形成されていることを特徴とする発光装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の発光装置において、 上記反射体の上記粗面は、算術平均粗さが1μm以上2
    0μm以下であることを特徴とする発光装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の発光装置にお
    いて、 上記反射体は、液晶ポリマーを含むことを特徴とする発
    光装置。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の発光装置において、 上記液晶ポリマーは、ガラスを0wt%を越え30wt
    %以下の割合で含むことを特徴とする発光装置。
  5. 【請求項5】 請求項3に記載の発光装置において、 上記液晶ポリマーは、酸化チタンを0wt%を越え30
    wt%以下の割合で含むことを特徴とする発光装置。
  6. 【請求項6】 請求項3に記載の発光装置において、 上記液晶ポリマーは、カルシウム酸化物を0wt%を越
    え50wt%以下の割合で含むことを特徴とする発光装
    置。
  7. 【請求項7】 請求項3に記載の発光装置において、 上記液晶ポリマーは、ガラスを20wt%以上30wt
    %以下の割合で含み、かつ、酸化チタンを20wt%以
    上30wt%以下の割合で含むことを特徴とする発光装
    置。
  8. 【請求項8】 請求項3に記載の発光装置において、 上記液晶ポリマーは、ガラスを5wt%以上25wt%
    以下の割合で含み、かつ、酸化チタンを5wt%以上2
    5wt%以下の割合で含み、かつ、カルシウム酸化物を
    5wt%以上25wt%以下の割合で含むことを特徴と
    する発光装置。
  9. 【請求項9】 請求項1乃至8のいずれか1つに記載の
    発光装置において、 上記樹脂は、ガラス転移温度が40℃以上100℃以下
    のエポキシ樹脂であることを特徴とする発光装置。
  10. 【請求項10】 請求項1乃至9のいずれか1つに記載
    の発光装置において、 上記発光素子は金線によってワイヤボンディングされて
    おり、上記金線は常温における破断強度が100mN以
    上であることを特徴とする発光装置。
  11. 【請求項11】 請求項3乃至10のいずれか1つに記
    載の発光装置の製造方法であって、 液晶ポリマーを含む反射体に、アルカリ液によって粗面
    を形成する工程を有することを特徴とする発光装置の製
    造方法。
  12. 【請求項12】 請求項11に記載の発光装置の製造方
    法において、 上記アルカリ液はKOHを20wt%以上50wt%以
    下の割合で含み、かつ、温度が50℃以上であり、この
    アルカリ液に上記液晶ポリマーを含む反射体を1分間以
    上曝して粗面を形成することを特徴とする発光装置の製
    造方法。
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