JP2016081939A - Optical semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、成形体の枠部内で、光半導体素子が封止剤により封止されている光半導体装置に関する。 The present invention relates to an optical semiconductor device in which an optical semiconductor element is sealed with a sealing agent within a frame portion of a molded body.
発光ダイオード(LED)装置などの光半導体装置の消費電力は低く、かつ寿命は長い。また、光半導体装置は、過酷な環境下でも使用され得る。従って、光半導体装置は、携帯電話用バックライト、液晶テレビ用バックライト、自動車用ランプ、照明器具及び看板などの幅広い用途で使用されている。 An optical semiconductor device such as a light emitting diode (LED) device has low power consumption and long life. Moreover, the optical semiconductor device can be used even in a harsh environment. Accordingly, optical semiconductor devices are used in a wide range of applications such as mobile phone backlights, liquid crystal television backlights, automobile lamps, lighting fixtures, and signboards.
光半導体装置に用いられている発光素子である光半導体素子(例えばLED)が大気と直接触れると、大気中の水分又は浮遊するごみ等により、光半導体素子の発光特性が急速に低下する。このため、上記光半導体素子は、通常、光半導体装置用封止剤により封止されている。 When an optical semiconductor element (for example, an LED), which is a light emitting element used in an optical semiconductor device, is in direct contact with the atmosphere, the light emission characteristics of the optical semiconductor element rapidly deteriorate due to moisture in the atmosphere or floating dust. For this reason, the said optical semiconductor element is normally sealed with the sealing compound for optical semiconductor devices.
下記の特許文献1には、光半導体装置用封止剤を用いた光半導体装置が開示されている。この封止剤は、1分子内に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂(A)と、酸無水物硬化剤(B)と、硬化促進剤(C)と、SiO2、CaO及びAl2O3を含み、かつ平均粒径が5μm以上、100μm以下である球状のガラス粒子(D)と、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤(E)と、最大粒径が70μm以下である球状溶融シリカ(F)とを含有する。封止剤中に、上記球状溶融シリカ(F)は、1重量%以上、5重量%以下で含有されている。封止剤の硬化物において、吸水率は2%以下、波長400nmでの光透過率は40%以上、80%以下、波長500nmでの光透過率は50%以上である。
また、エポキシ樹脂を含む光半導体装置用封止剤だけでなく、シリコーン化合物を含む光半導体装置用封止剤も広く用いられている。シリコーン化合物を含む光半導体装置用封止剤は、例えば下記の特許文献2に開示されている。下記の特許文献2に記載の封止剤は、1分子中に1つ以上の反応基を有し、かつ屈折率が1.42〜1.51であるシリコーン樹脂と、平均粒径が200nm以下である球状の疎水性シリカとを含有する。
Moreover, not only the sealing agent for optical semiconductor devices containing an epoxy resin but the sealing agent for optical semiconductor devices containing a silicone compound is also used widely. The sealing agent for optical semiconductor devices containing a silicone compound is disclosed by the following
また、下記の特許文献3には、平均粒子径が1〜15μmの範囲にあり、円形度が0.9以上であり、シリカに対してチタニアを4〜40モル%の割合で含有する球状シリカ−チタニア複合酸化物粒子が開示されている。この球状シリカ−チタニア複合酸化物粒子では、X線回折測定においてチタニア結晶による回折ピークが確認されない。特許文献3では、光半導体装置用封止剤に、上記球状シリカ−チタニア複合酸化物粒子を用いることが記載されている。
Further, in
下記の特許文献4には、基板と、上記基板上に形成された正電極及び負電極と、上記正電極及び上記負電極に接続された発光ダイオードと、上記発光ダイオードを覆う封止樹脂と、上記発光ダイオードの発光の少なくとも一部を吸収して長波長に変換する蛍光体と、上記発光ダイオード及び/又は上記蛍光体の発光の配光方向を変化させるレンズとを有する発光素子が開示されている。上記封止樹脂は、上記蛍光体を含有し、かつ、上記レンズを構成するよう一体に成形されている。上記蛍光体は、上記封止樹脂の表面近傍に比べて上記発光ダイオードの表面近傍において高個数密度に分布している。
In the following
下記の特許文献5には、発光素子と、蛍光体粒子と光を反射するフィラーとを含む樹脂層とを有する発光装置が開示されている。この発光装置は、上記フィラーよりも上記蛍光体粒子を優先的に沈降させる蛍光体沈降工程を経て得られている。
下記の特許文献6には、光源保持部材と、上記光源保持部材の正面側に配置された光源と、上記光源の正面側に配置され、上記光源からの発光により励起されて発光する蛍光体とを備える発光装置が開示されている。特許文献6には、蛍光体が、LEDチップの近傍で高個数密度になるように、封止樹脂中に分散されていてもよいことが記載されている。
In
従来の光半導体装置では、光半導体装置から発せられる光度が不十分であることがある。 In the conventional optical semiconductor device, the luminous intensity emitted from the optical semiconductor device may be insufficient.
また、特許文献5に記載のように、フィラーよりも蛍光体粒子を優先的に沈降させただけでは、光度が十分に高くならないことがある。
Further, as described in
本発明の目的は、光半導体装置から発せられる光度をかなり高くすることができる光半導体装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an optical semiconductor device capable of considerably increasing the luminous intensity emitted from the optical semiconductor device.
本発明の広い局面によれば、枠部及び上端に開口部を有する成形体と、前記成形体の枠部内に配置された光半導体素子と、前記成形体の枠部内に配置されており、かつ前記光半導体素子を封止するように配置されている封止部とを備え、前記封止部が、蛍光体と、蛍光体を除くフィラーとを含み、前記フィラーの円形度が0.8以上であり、前記フィラーの平均粒径が0.2μm以上、10μm以下であり、前記封止部の最も下端の高さ位置から最も上端の高さ位置に向かって1/2の距離の、前記封止部の下側1/2の領域に前記蛍光体の全てが存在するか、又は、前記封止部の最も下端の高さ位置から最も上端の高さ位置に向かって1/2の距離の、前記封止部の下側1/2の領域における前記蛍光体の第1の個数密度が、前記封止部の最も上端の高さ位置から最も下端の高さ位置に向かって1/2の距離の、前記封止部の上側1/2の領域における前記蛍光体の第2の個数密度の1倍を超える、光半導体装置が提供される。 According to a wide aspect of the present invention, a molded body having an opening at the frame portion and the upper end, an optical semiconductor element disposed in the frame portion of the molded body, and disposed in the frame portion of the molded body, and A sealing portion arranged to seal the optical semiconductor element, the sealing portion including a phosphor and a filler excluding the phosphor, and the circularity of the filler is 0.8 or more The filler has an average particle diameter of 0.2 μm or more and 10 μm or less, and the sealing portion has a distance of ½ from the lowest height position to the highest height position of the sealing portion. All of the phosphors are present in the lower half region of the stop portion, or a distance of ½ from the lowermost height position of the sealing portion toward the uppermost height position. The first number density of the phosphor in the lower half region of the sealing portion is the highest density of the sealing portion. Is more than 1 times the second number density of the phosphors in the upper half region of the sealing portion at a distance of 1/2 from the height position of the upper end toward the height position of the lowermost end. An optical semiconductor device is provided.
本発明に係る光半導体装置のある特定の局面では、前記封止部の前記下側1/2の領域に前記蛍光体の全てが存在するか、又は、前記封止部の前記下側1/2の領域における前記蛍光体の前記第1の個数密度が、前記封止部の前記上側1/2の領域における前記蛍光体の前記第2の個数密度の1.5倍以上である。
In a specific aspect of the optical semiconductor device according to the present invention, all of the phosphors exist in a region of the lower half of the sealing portion, or the
本発明に係る光半導体装置のある特定の局面では、前記封止部の前記下側1/2の領域における前記蛍光体の前記第1の個数密度が、2×104個/mm3以上、4×106個/mm3以下である。 In a specific aspect of the optical semiconductor device according to the present invention, the first number density of the phosphor in the lower half region of the sealing portion is 2 × 10 4 pieces / mm 3 or more, 4 × 10 6 pieces / mm 3 or less.
本発明に係る光半導体装置のある特定の局面では、前記封止部の前記下側1/2の領域における前記フィラーの第1の個数密度が、1×105個/mm3以下である。 In a specific aspect of the optical semiconductor device according to the present invention, a first number density of the filler in the lower half region of the sealing portion is 1 × 10 5 pieces / mm 3 or less.
本発明に係る光半導体装置のある特定の局面では、前記封止部の前記上側1/2の領域における前記フィラーの第2の個数密度が、1×105個/mm3以上、1×1011個/mm3以下である。 In a specific aspect of the optical semiconductor device according to the present invention, a second number density of the filler in the upper half region of the sealing portion is 1 × 10 5 pieces / mm 3 or more, and 1 × 10. 11 pieces / mm 3 or less.
前記蛍光体の平均粒径が7.5μm以上、25μm以下であることが好ましい。前記フィラーがシリカであることが好ましい。前記封止部を構成する樹脂が、シリコーン樹脂であることが好ましい。前記封止部を構成する樹脂が、ヒドロシリル化反応可能なオルガノポリシロキサンをヒドロシリル化反応させたシリコーン樹脂であることが好ましい。 It is preferable that the average particle diameter of the phosphor is 7.5 μm or more and 25 μm or less. It is preferable that the filler is silica. The resin constituting the sealing part is preferably a silicone resin. The resin constituting the sealing portion is preferably a silicone resin obtained by hydrosilylation reaction of an organopolysiloxane capable of hydrosilylation reaction.
本発明に係る光半導体装置は、枠部及び上端に開口部を有する成形体と、上記成形体の枠部内に配置された光半導体素子と、上記成形体の枠部内に配置されており、かつ上記光半導体素子を封止するように配置されている封止部とを備えており、上記封止部が、蛍光体と、平均粒径が0.2μm以上、10μm以下でありかつ円形度が0.8以上であるフィラーとを含み、上記封止部の下側1/2の領域に蛍光体の全てが存在するか、又は、上記封止部の下側1/2の領域における上記蛍光体の第1の個数密度が、上記封止部の上側1/2の領域における上記蛍光体の第2の個数密度の1倍を超えるので、光半導体装置から発せられる光度を高くすることができる。 The optical semiconductor device according to the present invention is a molded body having an opening at the frame portion and the upper end, an optical semiconductor element disposed in the frame portion of the molded body, and disposed in the frame portion of the molded body, and A sealing portion disposed so as to seal the optical semiconductor element. The sealing portion has a phosphor, an average particle size of 0.2 μm or more and 10 μm or less, and a circularity. 0.8% or more of the filler, and all of the phosphor is present in the lower half region of the sealing portion or the fluorescent light in the lower half region of the sealing portion. Since the first number density of the body exceeds one time of the second number density of the phosphor in the upper half region of the sealing part, the luminous intensity emitted from the optical semiconductor device can be increased. .
以下、本発明の詳細を説明する。 Details of the present invention will be described below.
先ず、本発明の具体的な実施形態の一例を説明する。 First, an example of a specific embodiment of the present invention will be described.
図1(a)及び(b)は、本発明の一実施形態に係る光半導体装置を模式的に断面図及び斜視図である。 1A and 1B are a cross-sectional view and a perspective view schematically showing an optical semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
本実施形態の光半導体装置1は、リードフレーム2と光半導体素子3と第1の成形体4と第2の成形体5とを備える。光半導体素子3は発光ダイオード(LED)であることが好ましい。光半導体装置1は、成形体として、第1の成形体4と第2の成形体5とを備える。第1の成形体4と第2の成形体5とは一体的に形成されておらず、別の2つの部材である。第1の成形体4と第2の成形体5とは一体的に形成されていてもよい。光半導体装置1において、第1の成形体4は、上端に開口部4aを有し、更に枠部4bを有する。光半導体装置1において、第2の成形体5は、下端に底部5aを有する。第1の成形体4の枠部4bは、外壁部である。第1の成形体4の枠部4bは、環状である。
The
光半導体装置1では、全体の成形体は、上端に開口部4a(第1の成形体4)と、枠部4b(第1の成形体4)と、底部5a(第2の成形体5)とを有する。光半導体素子3は、成形体の底部5a上及び枠部4b内に配置されている。
In the
リードフレーム2上に、光半導体素子3が搭載され、配置されている。また、リードフレーム2上に、第1の成形体4(枠部4b)が配置されている。また、複数のリードフレーム2間とリードフレーム2の下方とには、第2の成形体5(底部5a)が配置されている。なお、リードフレームの下方に、成形体又は底部材が配置されておらず、リードフレームが露出していてもよい。第1の成形体4の枠部4b内に光半導体素子3が配置されている。光半導体素子3の側方に第1の成形体4が配置されており、光半導体素子3を取り囲むように第1の成形体4が配置されている。第1の成形体4は、光反射性を有し、内面4cに光反射部を有する。すなわち、第1の成形体4の内面4cは光反射部である。従って、光半導体素子3の周囲は、第1の成形体4の光反射性を有する内面により囲まれている。
An
図1では、光半導体装置1は、光半導体素子3が下側、開口部4aが上側となるように配置されている。
In FIG. 1, the
第1の成形体4(枠部)は、光半導体素子3から発せられた光が外部に取り出される開口部4aを有する。第1,第2の成形体4,5は、白色である。第1の成形体4の内面4cは、内面4cの径が開口部4aに向かうにつれて大きくなるように形成されている。従って、光半導体素子3から発せられた光のうち、内面4cに到達した矢印Bで示す光が内面4cにより反射され、光半導体素子3の前方側に進行する。
The 1st molded object 4 (frame part) has the opening part 4a from which the light emitted from the
光半導体素子3は、リードフレーム2上に、ダイボンド材6を用いて接続されている。ダイボンド材6は、導電性を有する。光半導体素子3に設けられたボンディングパッド(図示せず)とリードフレーム2とが、ボンディングワイヤー7により電気的に接続されている。光半導体素子3及びボンディングワイヤー7を封止するように、第1の成形体4の枠部4b内及び内面4cで囲まれた領域内には、封止部8が配置されている。封止部8は、例えば、封止剤の硬化物である。
The
封止部8は、成形体の底部5a上及び枠部4b内に配置されている。封止部8は、光半導体素子3を封止するように配置されている。
The sealing
光半導体装置1では、光半導体素子3を駆動すると、破線Aで示すように光が発せられる。光半導体装置1では、光半導体素子3からリードフレーム2の上面とは反対側すなわち上方に照射される光だけでなく、第1の成形体4の内面4cに到達した光が矢印Bで示すように反射される光も存在する。従って、光半導体装置1から取り出される光の明るさは明るい。
In the
図2に、図1に示す光半導体装置1の変形例を示す。図1に示す光半導体装置1と図2に示す光半導体装置21とでは、ダイボンド材6,22及びボンディングワイヤー7,23による電気的な接続構造のみが異なる。光半導体装置1におけるダイボンド材6は導電性を有する。これに対し、光半導体装置21はダイボンド材22を有し、ダイボンド材22は導電性を有さない。光半導体装置1では、光半導体素子3に設けられたボンディングパッド(図示せず)とリードフレーム2(図1(a)において右側に位置するリードフレーム)とが、ボンディングワイヤー7により電気的に接続されている。光半導体装置21は、ボンディングワイヤー7に加えて、ボンディングワイヤー23を有する。光半導体装置21では、光半導体素子3に設けられたボンディングパッド(図示せず)とリードフレーム2(図2において右側に位置するリードフレーム)とが、ボンディングワイヤー7により電気的に接続されており、更に、光半導体素子3に設けられたボンディングパッド(図示せず)とリードフレーム2(図2において左側に位置するリードフレーム)とが、ボンディングワイヤー23により電気的に接続されている。
FIG. 2 shows a modification of the
図3に、図2に示す光半導体装置21の変形例を示す。図3に示す光半導体装置31は、図1に示す光半導体装置1の変形例でもある。図2に示す光半導体装置21と、図3に示す光半導体装置31とでは、第1,第2の成形体4,5及び成形体32の構造のみが異なる。光半導体装置21では、第1,第2の成形体4,5が用いられており、第1の成形体4は、リードフレーム2上に配置されており、第2の成形体5は、複数のリードフレーム2間とリードフレーム2の下方とに配置されている。これに対し、光半導体装置31では、1つの成形体32が用いられている。成形体32は、上端に開口部32aを有する。成形体32は、リードフレーム2上に配置された枠部32bと、複数のリードフレーム2間に配置された底部(充填部)32cとを有する。枠部32bと底部32cとは一体的に形成されている。このように、光半導体装置は、光半導体装置において光半導体素子の側方に配置される枠部4b,32bを有していればよい。リードフレームの下方に、成形体は配置されていなくてもよい。成形体は、リードフレームの下方に配置された底部を有していなくてもよい。リードフレームの裏面は、露出していてもよい。
FIG. 3 shows a modification of the
なお、図1〜3に示す構造は、本発明に係る光半導体装置の一例にすぎず、成形体の構造及び光半導体素子の実装構造等には適宜変形され得る。 The structures shown in FIGS. 1 to 3 are merely examples of the optical semiconductor device according to the present invention, and can be appropriately modified to a structure of a molded body, a mounting structure of an optical semiconductor element, and the like.
図1〜3に示す光半導体装置1,21,31では、封止部8が、蛍光体と、平均粒径が0.2μm以上、10μm以下でありかつ円形度が0.8以上であるフィラーとを含む。
In the
なお、蛍光体及びフィラーは微粒子であるため、図1〜3では図示を省略した。図1に示す半導体装置1を図4に、簡略化した模式図として示す。
Since the phosphor and filler are fine particles, they are not shown in FIGS. The
図4では、封止部8の最も下端の高さ位置から封止部8の最も上端の高さ位置に向かって1/2の距離の、封止部8の下側1/2の領域を、領域R1として示した。領域R1は、破線L1と破線L2との間に位置する封止部8部分の領域である。また、図4では、封止部8の最も上端の高さ位置から封止部8の最も下端の高さ位置に向かって1/2の距離の、封止部8の上側1/2の領域を、領域R2として示した。領域R2は、破線L2と破線L3との間に位置する封止部8部分の領域である。また、図4では、黒く塗り潰して、蛍光体8Aを示した。また、図4では、白く塗り潰して、フィラー8Bを示した。
In FIG. 4, the lower half region of the sealing
図4に示すように、光半導体装置1では、封止部8の下側1/2の領域R1における蛍光体8Aの第1の個数密度が、封止部8の上側1/2の領域R2における蛍光体8Aの第2の個数密度の1倍を超える。封止部8の下側1/2の領域R1に蛍光体の全てが存在していてもよい。
As shown in FIG. 4, in the
なお、封止部8の下側1/2の領域R1におけるフィラー8Bの第1の個数密度は、封止部8の上側1/2の領域R2におけるフィラー8Bの第2の個数密度よりも、大きくてもよく、同じでもよく、小さくてもよい。
In addition, the first number density of the
本発明に係る光半導体装置では、封止部が蛍光体と、蛍光体を除くフィラーとを含む。本発明に係る光半導体装置では特に、上記フィラーの円形度が0.8以上であり、上記フィラーの平均粒径が0.2μm以上、10μm以下である。このように、本発明では、特定のフィラーを用いている。さらに、本発明に係る光半導体装置では特に、1)封止部の下側1/2の領域に蛍光体の全てが存在するか、又は、2)封止部の下側1/2の領域における蛍光体の第1の個数密度が、封止部の上側1/2の領域における蛍光体の第2の個数密度の1倍を超える。従って、光半導体装置から上方に向けて発せられる光度を高くすることができる。なお、光半導体装置の使用時には、成形体の開口部が横方向又は下方向に向けられてもよい。 In the optical semiconductor device according to the present invention, the sealing portion includes a phosphor and a filler excluding the phosphor. Particularly in the optical semiconductor device according to the present invention, the circularity of the filler is 0.8 or more, and the average particle size of the filler is 0.2 μm or more and 10 μm or less. Thus, in the present invention, a specific filler is used. Further, in the optical semiconductor device according to the present invention, in particular, 1) the whole phosphor is present in the lower half region of the sealing portion, or 2) the lower half region of the sealing portion. The first number density of the phosphors in FIG. 1 exceeds the second number density of the phosphors in the upper half region of the sealing portion. Therefore, the luminous intensity emitted upward from the optical semiconductor device can be increased. When the optical semiconductor device is used, the opening of the molded body may be directed in the lateral direction or the downward direction.
一般に、フィラーを添加すると、フィラーが光を遮ることで光度を低下させると予想される。本発明者らは、フィラーの円形度と平均粒径とを上記のように制御することによって、本発明に係る光半導体装置用封止剤を用いた光半導体装置から発せられる光度を、むしろ高くすることができることを見出した。また、本発明者らは、光半導体装置から発せられる光度を高くするためには、フィラーの円形度と平均粒径との双方を制御する必要があることを見出した。 In general, when a filler is added, it is expected that the light intensity is lowered by the filler blocking light. By controlling the circularity and the average particle diameter of the filler as described above, the present inventors rather increase the luminous intensity emitted from the optical semiconductor device using the optical semiconductor device sealing agent according to the present invention. Found that you can. In addition, the present inventors have found that in order to increase the luminous intensity emitted from the optical semiconductor device, it is necessary to control both the circularity and the average particle diameter of the filler.
さらに、本発明者らは、封止部内において蛍光体を偏在させ、フィラーの円形度と平均粒径との双方を制御することで、光半導体装置から上方に向けて発せられる光度がかなり高くなることを見出した。 Furthermore, the present inventors make phosphors unevenly distributed in the sealing portion, and control both the circularity and the average particle diameter of the filler, so that the light intensity emitted upward from the optical semiconductor device becomes considerably high. I found out.
光半導体装置から発せられる光度を高くするために、フィラーの円形度と平均粒径との双方を制御することには大きな意味がある。 In order to increase the luminous intensity emitted from the optical semiconductor device, it is significant to control both the circularity and the average particle diameter of the filler.
光半導体装置から発せられる光度をより一層効果的に高める観点からは、封止部の下側1/2の領域に上記蛍光体の全てが存在するか、又は、封止部の下側1/2の領域における蛍光体の第1の個数密度が、封止部の上側1/2の領域における蛍光体の第2の個数密度の好ましくは1.5倍以上である。比(第1の個数密度/第2の個数密度)が1倍を超えると、比(第1の個数密度/第2の個数密度)が1倍以下である場合と比べて、光半導体装置から発せられる光度が高くなる。比(第1の個数密度/第2の個数密度)が大きいほど、光半導体装置から発せられる光度が効果的に高くなる。封止部の下側1/2の領域に蛍光体の全てが存在すると、光半導体装置から発せられる光度がより一層効果的に高くなる。
From the viewpoint of further effectively increasing the luminous intensity emitted from the optical semiconductor device, all of the phosphors are present in the lower half region of the sealed portion, or the lower 1 / second portion of the sealed portion. The first number density of the phosphor in the
光半導体装置から発せられる光度をより一層効果的に高める観点からは、封止部の下側1/2の領域における蛍光体の第1の個数密度は、好ましくは2×104個/mm3以上、より好ましくは5×104/mm3以上、更に好ましくは1×105個/mm3以上、好ましくは、4×106個/mm3以下、より好ましくは1×106個/mm3以下、更に好ましくは5×105個/mm3以下である。 From the viewpoint of further effectively increasing the luminous intensity emitted from the optical semiconductor device, the first number density of the phosphor in the lower half region of the sealing portion is preferably 2 × 10 4 pieces / mm 3. Or more, more preferably 5 × 10 4 / mm 3 or more, further preferably 1 × 10 5 pieces / mm 3 or more, preferably 4 × 10 6 pieces / mm 3 or less, more preferably 1 × 10 6 pieces / mm 3 or more. 3 or less, more preferably 5 × 10 5 pieces / mm 3 or less.
封止部の下側1/2の領域におけるフィラーの第1の個数密度は、封止部の上側1/2の領域におけるフィラーの第2の個数密度よりも大きくてもよく、同じであってもよく、小さくてもよい。光半導体装置から発せられる光度をより一層効果的に高める観点からは、封止部の下側1/2の領域におけるフィラーの第1の個数密度は、封止部の上側1/2の領域におけるフィラーの第2の個数密度と同等以下であることが好ましく、封止部の下側1/2の領域におけるフィラーの第1の個数密度は、封止部の上側1/2の領域におけるフィラーの第2の個数密度よりも小さいことが好ましい。なお、封止部の上側1/2の領域に、フィラーの全てが存在していてもよい。 The first number density of the filler in the lower ½ region of the sealing portion may be greater than or equal to the second number density of the filler in the upper ½ region of the sealing portion. May be small. From the viewpoint of more effectively increasing the luminous intensity emitted from the optical semiconductor device, the first number density of the filler in the lower half region of the sealing portion is the upper half region of the sealing portion. It is preferable that it is equal to or less than the second number density of the filler, and the first number density of the filler in the lower half region of the sealing portion is the filler number in the upper half region of the sealing portion. It is preferable that it is smaller than the second number density. Note that all of the filler may be present in the upper half region of the sealing portion.
光半導体装置から発せられる光度をより一層効果的に高める観点からは、封止部の下側1/2の領域におけるフィラーの第1の個数密度は、好ましくは1×105個/mm3以下、より好ましくは1×104個/mm3以下である。 From the viewpoint of further effectively increasing the luminous intensity emitted from the optical semiconductor device, the first number density of the filler in the lower half region of the sealing portion is preferably 1 × 10 5 pieces / mm 3 or less. More preferably, it is 1 × 10 4 pieces / mm 3 or less.
封止部の上側1/2の領域に、全てのフィラーが含まれていてもよい。封止部の下側1/2の領域におけるフィラーの第1の個数密度は、1×105個/mm3以上であってもよく、1×106個/mm3以上であってもよい。 All fillers may be contained in the upper half region of the sealing portion. The first number density of the filler in the lower half region of the sealing portion may be 1 × 10 5 pieces / mm 3 or more, or may be 1 × 10 6 pieces / mm 3 or more. .
光半導体装置から発せられる光度をより一層効果的に高める観点からは、封止部の上側1/2の領域におけるフィラーの第2の個数密度は、好ましくは1×105個/mm3以上、より好ましくは1×106個/mm3以上、更に好ましくは1×107個/mm3以上、好ましくは1×1011個/mm3以下、より好ましくは1×1010個/mm3以下である。 From the viewpoint of more effectively increasing the luminous intensity emitted from the optical semiconductor device, the second number density of the filler in the upper half region of the sealing portion is preferably 1 × 10 5 pieces / mm 3 or more, More preferably 1 × 10 6 pieces / mm 3 or more, further preferably 1 × 10 7 pieces / mm 3 or more, preferably 1 × 10 11 pieces / mm 3 or less, more preferably 1 × 10 10 pieces / mm 3 or less. It is.
なお、蛍光体及びフィラーの第1,第2の個数密度は、下側1/2の領域全体又は上側1/2の領域全体での平均個数密度を表す。 The first and second number densities of the phosphor and the filler represent the average number density in the entire lower half region or the entire upper half region.
なお、蛍光体及びフィラーの第1,第2の個数密度は、フィラーの円形度及び平均粒径、蛍光体の平均粒径、封止剤の溶融粘度及び溶融時間によって調整することができる。また、蛍光体及びフィラーの第1,第2の個数密度は、成形体の枠部内に、2種以上の封止剤を多段階で充填することによっても調整することができる。 The first and second number densities of the phosphor and filler can be adjusted by the circularity and average particle diameter of the filler, the average particle diameter of the phosphor, the melt viscosity of the sealant, and the melt time. Moreover, the 1st, 2nd number density of fluorescent substance and a filler can also be adjusted by filling 2 or more types of sealing agents in multiple steps in the frame part of a molded object.
上記封止部を構成する樹脂は、エポキシ樹脂又はシリコーン樹脂であることが好ましく、シリコーン樹脂であることがより好ましい。シリコーン化合物を含む封止剤を硬化させることで、シリコーン樹脂を含む封止部を形成することができる。上記封止部を構成する樹脂は、ヒドロシリル化反応可能なオルガノポリシロキサンをヒドロシリル化反応させたシリコーン樹脂であることが特に好ましい。シリコーン樹脂を用いた封止部では、高温に晒されたときに、クラックが生じ難くなり、封止部がハウジング材等から剥離し難くなる。 The resin constituting the sealing portion is preferably an epoxy resin or a silicone resin, and more preferably a silicone resin. The sealing part containing a silicone resin can be formed by curing a sealing agent containing a silicone compound. The resin constituting the sealing portion is particularly preferably a silicone resin obtained by hydrosilylation reaction of an organopolysiloxane capable of hydrosilylation reaction. In a sealing part using a silicone resin, cracks are less likely to occur when exposed to high temperatures, and the sealing part is difficult to peel from the housing material or the like.
以下、封止部に含まれている各成分の詳細を説明する。 Hereinafter, the detail of each component contained in the sealing part is demonstrated.
(シリコーン化合物)
上記シリコーン化合物は特に限定されない。上記シリコーン化合物としては、熱硬化可能なシリコーン化合物、光硬化可能なシリコーン化合物、及びヒドロシリル化反応可能なシリコーン化合物等が挙げられる。上記熱硬化可能なシリコーン化合物は、例えば熱硬化剤と併用される。上記光硬化可能なシリコーン化合物は、例えば光硬化開始剤と併用される。上記ヒドロシリル化反応可能なシリコーン化合物は、ヒドロシリル化反応用触媒と併用される。上記シリコーン化合物は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
(Silicone compound)
The silicone compound is not particularly limited. Examples of the silicone compound include a thermosetting silicone compound, a photocurable silicone compound, and a hydrosilylation reactive silicone compound. The thermosetting silicone compound is used in combination with, for example, a thermosetting agent. The photocurable silicone compound is used in combination with, for example, a photocuring initiator. The silicone compound capable of hydrosilylation reaction is used in combination with a hydrosilylation reaction catalyst. As for the said silicone compound, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
封止部におけるクラックの発生及び封止部の剥離をより抑制する観点からは、上記シリコーン化合物は、ヒドロシリル化反応可能なオルガノポリシロキサンであることが好ましい。この場合に、上記封止剤は、後述するヒドロシリル化反応用触媒を含むことが好ましい。 From the viewpoint of further suppressing generation of cracks in the sealing portion and peeling of the sealing portion, the silicone compound is preferably an organopolysiloxane capable of hydrosilylation reaction. In this case, it is preferable that the sealing agent contains a hydrosilylation reaction catalyst described later.
上記封止剤及び上記ヒドロシリル化反応可能なオルガノポリシロキサンはそれぞれ、アルケニル基を2個以上有する第1のオルガノポシリロキサンと、珪素原子に結合した水素原子を2個以上有する第2のオルガノポシリロキサンとを含むことが好ましい。上記第1のオルガノポシリロキサンは、珪素原子に結合した水素原子を有さないことが好ましい。なお、上記アルケニル基の炭素−炭素二重結合における炭素原子が、珪素原子に結合していてもよく、上記アルケニル基の炭素−炭素二重結合における炭素原子とは異なる炭素原子が、珪素原子に結合していてもよい。上記第1のオルガノポリシロキサンにおいて、アルケニル基は、珪素原子に直接結合していることが好ましい。上記第1,2のオルガノポリシロキサンはそれぞれ、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 Each of the sealing agent and the organopolysiloxane capable of hydrosilylation reaction includes a first organopolysiloxane having two or more alkenyl groups and a second organopolysiloxane having two or more hydrogen atoms bonded to silicon atoms. It is preferable to contain posilyloxane. The first organopolysiloxane preferably does not have a hydrogen atom bonded to a silicon atom. The carbon atom in the carbon-carbon double bond of the alkenyl group may be bonded to the silicon atom, and the carbon atom different from the carbon atom in the carbon-carbon double bond of the alkenyl group is in the silicon atom. It may be bonded. In the first organopolysiloxane, the alkenyl group is preferably directly bonded to a silicon atom. Each of the first and second organopolysiloxanes may be used alone or in combination of two or more.
封止部におけるクラックの発生及び封止部の剥離をより抑制する観点からは、上記第1のオルガノポリシロキサンは、アリール基を有することが好ましい。上記第1のオルガノポリシロキサンにおいて、アリール基は珪素原子に直接結合していることが好ましい。封止部におけるクラックの発生及び封止部の剥離をより抑制する観点からは、上記第2のオルガノポリシロキサンは、アリール基を有することが好ましい。上記第2のオルガノポリシロキサンにおいて、アリール基は珪素原子に直接結合していることが好ましい。上記アリール基としては、無置換のフェニル基及び置換フェニル基が挙げられる。 From the viewpoint of further suppressing generation of cracks in the sealing portion and peeling of the sealing portion, the first organopolysiloxane preferably has an aryl group. In the first organopolysiloxane, the aryl group is preferably directly bonded to a silicon atom. From the viewpoint of further suppressing generation of cracks in the sealing portion and peeling of the sealing portion, the second organopolysiloxane preferably has an aryl group. In the second organopolysiloxane, the aryl group is preferably directly bonded to the silicon atom. As said aryl group, an unsubstituted phenyl group and a substituted phenyl group are mentioned.
上記ヒドロシリル化反応可能なオルガノポリシロキサン、及び上記第1,第2のオルガノポリシロキサンの各数平均分子量(Mn)は、好ましくは500以上、より好ましくは800以上、更に好ましくは1000以上、好ましくは50000以下、より好ましくは15000以下である。数平均分子量が上記下限以上であると、熱硬化時などに揮発成分が少なくなり、高温環境下で封止部の厚みが減少しにくくなる。数平均分子量が上記上限以下であると、粘度調節が容易である。 Each of the number average molecular weights (Mn) of the organopolysiloxane capable of hydrosilylation reaction and the first and second organopolysiloxanes is preferably 500 or more, more preferably 800 or more, still more preferably 1000 or more, preferably 50000 or less, more preferably 15000 or less. When the number average molecular weight is not less than the above lower limit, volatile components are reduced during thermosetting, and the thickness of the sealing portion is hardly reduced under a high temperature environment. When the number average molecular weight is not more than the above upper limit, viscosity adjustment is easy.
上記数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて、ポリスチレンを標準物質して求めた値である。上記数平均分子量(Mn)は、Waters社製の測定装置(カラム:昭和電工社製 Shodex GPC LF−804(長さ300mm)を2本、測定温度:40℃、流速:1mL/分、溶媒:テトラヒドロフラン、標準物質:ポリスチレン)を用いて測定された値を意味する。 The number average molecular weight (Mn) is a value obtained by using polystyrene as a standard substance using gel permeation chromatography (GPC). The number average molecular weight (Mn) was measured using two measuring devices manufactured by Waters (column: Shodex GPC LF-804 (length: 300 mm) manufactured by Showa Denko KK), measuring temperature: 40 ° C., flow rate: 1 mL / min, solvent: Tetrahydrofuran, standard substance: polystyrene) means a value measured.
上記ヒドロシリル化反応可能なオルガノポリシロキサン、及び上記第1,第2のオルガノポリシロキサンを合成する方法としては特に限定されず、アルコキシシラン化合物を加水分解し縮合反応させる方法、クロロシラン化合物を加水分解し縮合させる方法が挙げられる。反応の制御が容易であることから、アルコキシシラン化合物を加水分解する方法が好ましい。 The method for synthesizing the organopolysiloxane capable of hydrosilylation and the first and second organopolysiloxanes is not particularly limited, and is a method in which an alkoxysilane compound is hydrolyzed and subjected to a condensation reaction, and a chlorosilane compound is hydrolyzed. The method of condensing is mentioned. A method of hydrolyzing the alkoxysilane compound is preferable because the reaction can be easily controlled.
アルコキシシラン化合物を加水分解し縮合反応させる方法としては、例えば、アルコキシシラン化合物を、水と酸性触媒又は塩基性触媒との存在下で反応させる方法が挙げられる。また、ジシロキサン化合物を加水分解して用いてもよい。 Examples of the method for hydrolyzing and condensing the alkoxysilane compound include a method of reacting the alkoxysilane compound in the presence of water and an acidic catalyst or a basic catalyst. Further, the disiloxane compound may be hydrolyzed and used.
上記ヒドロシリル化反応可能なオルガノポリシロキサンにアリール基を導入するための有機珪素化合物、及び上記第1,第2のオルガノポリシロキサンにアリール基を導入するための有機珪素化合物としては、トリフェニルメトキシシラン、トリフェニルエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、メチル(フェニル)ジメトキシシラン、及びフェニルトリメトキシシラン等が挙げられる。 Examples of the organosilicon compound for introducing an aryl group into the organopolysiloxane capable of hydrosilylation reaction and the organosilicon compound for introducing an aryl group into the first and second organopolysiloxanes include triphenylmethoxysilane. , Triphenylethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, methyl (phenyl) dimethoxysilane, and phenyltrimethoxysilane.
上記ヒドロシリル化反応可能なオルガノポリシロキサンにアルケニル基を導入するための有機珪素化合物、及び上記第1のオルガノポリシロキサンにアルケニル基を導入するための有機珪素化合物としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、メトキシジメチルビニルシラン、ビニルジメチルエトキシシラン及び1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン等が挙げられる。 Examples of the organosilicon compound for introducing an alkenyl group into the organopolysiloxane capable of hydrosilylation reaction and the organosilicon compound for introducing an alkenyl group into the first organopolysiloxane include vinyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane. Examples include ethoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, methoxydimethylvinylsilane, vinyldimethylethoxysilane, and 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane.
上記ヒドロシリル化反応可能なオルガノポリシロキサンに珪素原子に結合した水素原子を導入するための有機珪素化合物、及び上記第2のオルガノポリシロキサンに珪素原子に結合した水素原子を導入するための有機珪素化合物としては、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン、及び1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン等が挙げられる。 Organosilicon compound for introducing hydrogen atoms bonded to silicon atoms into the organopolysiloxane capable of hydrosilylation reaction, and organosilicon compound for introducing hydrogen atoms bonded to silicon atoms into the second organopolysiloxane Examples thereof include trimethoxysilane, triethoxysilane, methyldimethoxysilane, methyldiethoxysilane, and 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane.
上記ヒドロシリル化反応可能なオルガノポリシロキサン、及び上記第1,第2のオルガノポリシロキサンを得るために用いることができる他の有機珪素化合物としては、例えば、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、イソプロピル(メチル)ジメトキシシラン、シクロヘキシル(メチル)ジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン及びオクチルトリメトキシシラン等が挙げられる。 Examples of other organosilicon compounds that can be used to obtain the above hydrosilylation-responsive organopolysiloxane and the first and second organopolysiloxanes include trimethylmethoxysilane, trimethylethoxysilane, and dimethyldimethoxysilane. , Dimethyldiethoxysilane, isopropyl (methyl) dimethoxysilane, cyclohexyl (methyl) dimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, octyltrimethoxysilane, etc. Is mentioned.
上記酸性触媒としては、例えば、無機酸、有機酸、無機酸の酸無水物及びその誘導体、並びに有機酸の酸無水物及びその誘導体が挙げられる。上記塩基性触媒としては、例えば、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ金属のアルコキシド及びアルカリ金属のシラノール化合物が挙げられる。 Examples of the acidic catalyst include inorganic acids, organic acids, acid anhydrides of inorganic acids and derivatives thereof, and acid anhydrides of organic acids and derivatives thereof. Examples of the basic catalyst include alkali metal hydroxides, alkali metal alkoxides, and alkali metal silanol compounds.
封止剤100重量%中、上記シリコーン化合物及び上記ヒドロシリル化反応可能なオルガノポリシロキサンの各含有量は好ましくは70重量%以上、より好ましくは80重量%以上、更に好ましくは85重量%以上、好ましくは98重量%以下、より好ましくは97重量%以下、更に好ましくは96重量%以下である。上記シリコーン化合物及び上記ヒドロシリル化反応可能なオルガノポリシロキサンの各含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、光半導体装置から発せられる光度がより一層高くなる。 The content of the silicone compound and the organopolysiloxane capable of hydrosilylation reaction is preferably 70% by weight or more, more preferably 80% by weight or more, and still more preferably 85% by weight or more, in 100% by weight of the sealant. Is 98% by weight or less, more preferably 97% by weight or less, and still more preferably 96% by weight or less. When the contents of the silicone compound and the organopolysiloxane capable of hydrosilylation are not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the light intensity emitted from the optical semiconductor device is further increased.
上記第1のオルガノポリシロキサン100重量部に対して、上記第2のオルガノポリシロキサンの含有量は好ましくは10重量部以上、より好ましくは30重量部以上、更に好ましくは50重量部以上、好ましくは400重量部以下、より好ましくは300重量部以下、更に好ましくは200重量部以下である。上記第1のオルガノポリシロキサン100重量部に対する上記第2のオルガノポリシロキサンの含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、封止剤の硬化性及び保存安定性がより一層高くなり、更に封止部の耐熱性もより一層高くなる。 The content of the second organopolysiloxane is preferably 10 parts by weight or more, more preferably 30 parts by weight or more, still more preferably 50 parts by weight or more, preferably 100 parts by weight of the first organopolysiloxane. 400 parts by weight or less, more preferably 300 parts by weight or less, still more preferably 200 parts by weight or less. When the content of the second organopolysiloxane with respect to 100 parts by weight of the first organopolysiloxane is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the curability and storage stability of the sealant are further enhanced, and The heat resistance of the sealing portion is further increased.
(ヒドロシリル化反応用触媒)
上記封止剤は、ヒドロシリル化反応用触媒を含んでいてもよい。上記ヒドロシリル化反応用触媒は、上記ヒドロシリル化反応可能なオルガノポリシロキサンをヒドロシリル化反応させる触媒である。また、上記ヒドロシリル化反応用触媒は、上記第1のオルガノポリシロキサン中のアルケニル基と、上記第2のオルガノポリシロキサン中の珪素原子に結合した水素原子とをヒドロシリル化反応させる触媒である。
(Catalyst for hydrosilylation reaction)
The sealing agent may contain a hydrosilylation reaction catalyst. The catalyst for hydrosilylation reaction is a catalyst for hydrosilylation reaction of the organopolysiloxane capable of hydrosilylation reaction. The hydrosilylation reaction catalyst is a catalyst that causes a hydrosilylation reaction between an alkenyl group in the first organopolysiloxane and a hydrogen atom bonded to a silicon atom in the second organopolysiloxane.
上記ヒドロシリル化反応用触媒として、ヒドロシリル化反応を進行させる各種の触媒を用いることができる。上記ヒドロシリル化反応用触媒としては、例えば、白金系触媒、ロジウム系触媒及びパラジウム系触媒等が挙げられる。封止部の透明性を高くすることができるため、白金系触媒が好ましい。上記ヒドロシリル化反応用触媒は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 As the hydrosilylation reaction catalyst, various catalysts that cause the hydrosilylation reaction to proceed can be used. Examples of the hydrosilylation reaction catalyst include platinum-based catalysts, rhodium-based catalysts, and palladium-based catalysts. Since the transparency of the sealing part can be increased, a platinum-based catalyst is preferable. As for the said catalyst for hydrosilylation reaction, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
上記白金系触媒としては、白金粉末、塩化白金酸、白金−アルケニルシロキサン錯体、白金−オレフィン錯体及び白金−カルボニル錯体が挙げられる。特に、白金−アルケニルシロキサン錯体又は白金−オレフィン錯体が好ましい。 Examples of the platinum-based catalyst include platinum powder, chloroplatinic acid, a platinum-alkenylsiloxane complex, a platinum-olefin complex, and a platinum-carbonyl complex. In particular, a platinum-alkenylsiloxane complex or a platinum-olefin complex is preferable.
上記白金−アルケニルシロキサン錯体におけるアルケニルシロキサンとしては、例えば、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、及び1,3,5,7−テトラメチル−1,3,5,7−テトラビニルシクロテトラシロキサン等が挙げられる。上記白金−オレフィン錯体におけるオレフィンとしては、例えば、アリルエーテル及び1,6−ヘプタジエン等が挙げられる。 Examples of the alkenylsiloxane in the platinum-alkenylsiloxane complex include 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane and 1,3,5,7-tetramethyl-1,3,5. , 7-tetravinylcyclotetrasiloxane and the like. Examples of the olefin in the platinum-olefin complex include allyl ether and 1,6-heptadiene.
上記白金−アルケニルシロキサン錯体及び白金−オレフィン錯体の安定性を向上させることができるため、上記白金−アルケニルシロキサン錯体又は白金−オレフィン錯体に、アルケニルシロキサン、オルガノシロキサンオリゴマー、アリルエーテル又はオレフィンを添加することが好ましい。上記アルケニルシロキサンは、好ましくは1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンである。上記オルガノシロキサンオリゴマーは、好ましくはジメチルシロキサンオリゴマーである。上記オレフィンは、好ましくは1,6−ヘプタジエンである。 Since stability of the platinum-alkenylsiloxane complex and platinum-olefin complex can be improved, alkenylsiloxane, organosiloxane oligomer, allyl ether or olefin is added to the platinum-alkenylsiloxane complex or platinum-olefin complex. Is preferred. The alkenylsiloxane is preferably 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane. The organosiloxane oligomer is preferably a dimethylsiloxane oligomer. The olefin is preferably 1,6-heptadiene.
高温下又は高湿下での過酷な環境で通電した状態で使用された際の光度の低下をより一層抑制し、かつ封止部の変色をより一層抑制する観点からは、上記ヒドロシリル化反応用触媒は、白金のアルケニル錯体であることが好ましい。高温下又は高湿下での過酷な環境で通電した状態で使用された際の光度の低下をさらに一層抑制し、かつ封止部の変色をさらに一層抑制する観点からは、上記白金のアルケニル錯体は、塩化白金酸6水和物と、6当量以上の2官能以上であるアルケニル化合物とを反応させることにより得られる白金のアルケニル錯体であることが好ましい。この場合に、白金のアルケニル錯体は、塩化白金酸6水和物と、6当量以上の2官能以上であるアルケニル化合物との反応物である。また、上記白金のアルケニル錯体の使用により、封止部の透明性を高くすることもできる。上記白金のアルケニル錯体は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 From the viewpoint of further suppressing the decrease in light intensity when used in a state of being energized in a harsh environment under high temperature or high humidity, and further suppressing discoloration of the sealing portion, the hydrosilylation reaction The catalyst is preferably an alkenyl complex of platinum. From the viewpoint of further suppressing the decrease in luminous intensity when used in a harsh environment under high temperature or high humidity, and further suppressing discoloration of the sealing portion, the above platinum alkenyl complex Is preferably a platinum alkenyl complex obtained by reacting chloroplatinic acid hexahydrate with 6 equivalents or more of a bifunctional or higher alkenyl compound. In this case, the platinum alkenyl complex is a reaction product of chloroplatinic acid hexahydrate and 6 equivalents or more of a bifunctional or higher alkenyl compound. Moreover, the transparency of the sealing part can be increased by using the platinum alkenyl complex. As for the said platinum alkenyl complex, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
上記白金のアルケニル錯体を得るための白金原料として、上記塩化白金酸6水和物(H2PtCl6・6H2O)を用いることが好ましい。 It is preferable to use the chloroplatinic acid hexahydrate (H 2 PtCl 6 .6H 2 O) as a platinum raw material for obtaining the platinum alkenyl complex.
上記白金のアルケニルを得るための上記6当量以上の2官能以上であるアルケニル化合物としては、例えば、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,3−ジメチル−1,3−ジフェニル−1,3−ジビニルジシロキサン及び1,3,5,7−テトラメチル−1,3,5,7−テトラビニルシクロテトラシロキサン等が挙げられる。 Examples of the bifunctional or higher alkenyl compound of 6 equivalents or more for obtaining the platinum alkenyl include 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, 1,3-dimethyl- Examples include 1,3-diphenyl-1,3-divinyldisiloxane and 1,3,5,7-tetramethyl-1,3,5,7-tetravinylcyclotetrasiloxane.
上記6当量以上の2官能以上であるアルケニル化合物における「当量」に関しては、上記塩化白金酸6水和物1モルに対して上記2官能以上のアルケニル化合物が1モルである重量を1当量とする。上記6当量以上の2官能以上であるアルケニル化合物は、50当量以下であることが好ましい。 Regarding the “equivalent” in the bifunctional or higher alkenyl compound of 6 equivalents or more, the equivalent weight of 1 mol of the bifunctional or higher alkenyl compound is 1 equivalent to 1 mol of the chloroplatinic acid hexahydrate. . It is preferable that the bifunctional or higher alkenyl compound having 6 equivalents or more is 50 equivalents or less.
上記白金のアルケニル錯体を得るために用いられる溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、2−プロパノール及び1−ブタノール等のアルコール系溶媒が挙げられる。トルエン及びキシレン等の芳香族系溶媒を用いてもよい。上記溶媒は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 Examples of the solvent used to obtain the platinum alkenyl complex include alcohol solvents such as methanol, ethanol, 2-propanol, and 1-butanol. Aromatic solvents such as toluene and xylene may be used. As for the said solvent, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
上記白金のアルケニル錯体を得るために、上記成分に加えて単官能のビニル化合物を用いてもよい。上記単官能のビニル化合物としては、例えば、トリメトキシビニルシラン、トリエトキシビニルシラン及びビニルメチルジメトキシシラン等が挙げられる。 In order to obtain the platinum alkenyl complex, a monofunctional vinyl compound may be used in addition to the above components. Examples of the monofunctional vinyl compound include trimethoxyvinylsilane, triethoxyvinylsilane, and vinylmethyldimethoxysilane.
塩化白金酸6水和物と、6当量以上の2官能以上であるアルケニル化合物との反応物に関して、白金元素と6当量以上の2官能以上であるアルケニル化合物とは、共有結合していたり、配位していたり、又は共有結合しかつ配位していたりする。 Regarding the reaction product of chloroplatinic acid hexahydrate and 6 equivalents or more of bifunctional or higher alkenyl compound, platinum element and 6 equivalents or more of bifunctional or higher alkenyl compound are covalently bonded or distributed. Or are covalently bonded and coordinated.
封止剤中で、上記ヒドロシリル化反応用触媒の含有量は、金属原子(白金のアルケニル錯体の場合には白金原子)の重量単位で好ましくは0.01ppm以上、より好ましくは1ppm以上、好ましくは1000ppm以下、より好ましくは500ppm以下である。上記ヒドロシリル化反応用触媒の含有量が上記下限以上であると、封止剤を十分に硬化させることが容易である。上記ヒドロシリル化反応用触媒の含有量が上記上限以下であると、封止部の着色の問題が生じ難い。 In the sealant, the content of the hydrosilylation reaction catalyst is preferably 0.01 ppm or more, more preferably 1 ppm or more, preferably by weight unit of metal atom (in the case of platinum alkenyl complex, platinum atom). 1000 ppm or less, more preferably 500 ppm or less. When the content of the hydrosilylation catalyst is equal to or higher than the lower limit, it is easy to sufficiently cure the sealant. When the content of the hydrosilylation reaction catalyst is not more than the above upper limit, the problem of coloring of the sealing portion hardly occurs.
(蛍光体以外のフィラー)
上記蛍光体を除くフィラーは、円形度が0.8以上であり、平均粒径が0.2μm以上、10μm以下であれば特に限定されない。上記フィラーは1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
(Fillers other than phosphor)
The filler excluding the phosphor is not particularly limited as long as the circularity is 0.8 or more and the average particle size is 0.2 μm or more and 10 μm or less. As for the said filler, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
上記フィラーとしては、シリカ、マイカ、ベリリア、チタン酸カリウム、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、酸化アンチモン、ホウ酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸アルミニウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、リン酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、窒化珪素、窒化ホウ素、焼成クレー等のクレー、タルク、炭化珪素、架橋アクリルの樹脂粒子及びシリコーン粒子等が挙げられる。 As the filler, silica, mica, beryllia, potassium titanate, barium titanate, strontium titanate, calcium titanate, antimony oxide, aluminum borate, aluminum hydroxide, magnesium oxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, aluminum carbonate, Examples include calcium silicate, aluminum silicate, magnesium silicate, calcium phosphate, calcium sulfate, barium sulfate, silicon nitride, boron nitride, clay such as baked clay, talc, silicon carbide, crosslinked acrylic resin particles and silicone particles.
光半導体装置から発せられる光度を効果的に高め、封止剤の耐熱性及び耐光性をより一層高める観点からは、上記フィラーは、無機フィラーであることが好ましく、シリカであることがより好ましい。 From the viewpoint of effectively increasing the luminous intensity emitted from the optical semiconductor device and further increasing the heat resistance and light resistance of the encapsulant, the filler is preferably an inorganic filler, more preferably silica.
上記フィラーは、チタニア(二酸化チタン)を含まないことが好ましく、シリカ−チタニア複合酸化物ではないことが好ましい。チタニアは紫外光(380nm以下)を吸収する性質があるために、封止剤を用いた光半導体装置の光度の性質を低下させる傾向がある。また、上記フィラーはガラス粒子ではないことが好ましい。 The filler preferably does not contain titania (titanium dioxide), and is preferably not a silica-titania composite oxide. Since titania has the property of absorbing ultraviolet light (380 nm or less), there is a tendency to reduce the luminosity property of an optical semiconductor device using a sealant. The filler is preferably not glass particles.
上記フィラーの円形度は0.8以上である。従って、上記フィラーは球状に近い形状を有する。光半導体装置から発せられる光度をより一層高める観点からは、上記フィラーの形状は真球状に近いほどよい。従って、光半導体装置から発せられる光度をより一層高める観点からは、上記フィラーの円形度は好ましくは0.9以上、より好ましくは0.96以上、更に好ましくは0.97以上、特に好ましくは0.98以上、最も好ましくは0.99以上である。上記円形度は、フィラーの投影像から求められる。 The circularity of the filler is 0.8 or more. Therefore, the filler has a shape close to a sphere. From the viewpoint of further increasing the luminous intensity emitted from the optical semiconductor device, the shape of the filler is preferably closer to a true sphere. Therefore, from the viewpoint of further increasing the luminous intensity emitted from the optical semiconductor device, the circularity of the filler is preferably 0.9 or more, more preferably 0.96 or more, still more preferably 0.97 or more, and particularly preferably 0. .98 or more, most preferably 0.99 or more. The circularity is determined from the projected image of the filler.
上記フィラーの平均粒径は、0.2μm以上、10μm以下である。上記フィラーは、封止剤の粘度低下を主目的として配合されているのではなく、光半導体装置から発せされる光度をより一層高めるために配合されている。従って、上記フィラーの平均粒径は上記下限以上及び上記上限以下に限定される。 The average particle size of the filler is 0.2 μm or more and 10 μm or less. The filler is not blended mainly for the purpose of reducing the viscosity of the sealant, but is blended to further increase the luminous intensity emitted from the optical semiconductor device. Therefore, the average particle size of the filler is limited to the above lower limit and below the upper limit.
光半導体装置から発せられる光度をより一層高める観点からは、上記フィラーの平均粒径は好ましくは7μm以下、より好ましくは5μm未満、更に好ましくは4.9μm以下である。 From the viewpoint of further increasing the luminous intensity emitted from the optical semiconductor device, the average particle size of the filler is preferably 7 μm or less, more preferably less than 5 μm, and even more preferably 4.9 μm or less.
上記フィラーの平均粒径は、体積基準粒度分布曲線において積算値が50%のときの粒径値である。該平均粒径は、例えばレーザ光式粒度分布計を用いて測定可能である。該レーザ光式粒度分布計の市販品としては、Beckman Coulter社製「LS 13 320」等が挙げられる。 The average particle size of the filler is a particle size value when the integrated value is 50% in the volume-based particle size distribution curve. The average particle size can be measured using, for example, a laser beam type particle size distribution meter. As a commercial product of the laser beam type particle size distribution analyzer, “LS 13 320” manufactured by Beckman Coulter, Inc. can be cited.
(蛍光体)
上記封止部は、蛍光体を含む。上記蛍光体は、光半導体装置用封止剤を用いて封止する発光素子が発する光を吸収し、蛍光を発生することによって、最終的に所望の色の光を得ることができるように作用する。上記蛍光体は、発光素子が発する光によって励起され、蛍光を発し、発光素子が発する光と蛍光体が発する蛍光との組み合わせによって、所望の色の光を得ることができる。
(Phosphor)
The sealing portion includes a phosphor. The above phosphor acts to absorb light emitted from a light emitting element that is sealed using a sealant for an optical semiconductor device and generate fluorescence to finally obtain light of a desired color. To do. The phosphor is excited by light emitted from the light emitting element to emit fluorescence, and light of a desired color can be obtained by a combination of light emitted from the light emitting element and fluorescence emitted from the phosphor.
例えば、発光素子として紫外線LEDチップを使用して最終的に白色光を得ることを目的とする場合には、青色蛍光体、赤色蛍光体及び緑色蛍光体を組み合わせて用いることが好ましい。発光素子として青色LEDチップを使用して最終的に白色光を得ることを目的とする場合には、緑色蛍光体及び赤色蛍光体を組み合わせて用いるか、又は、黄色蛍光体を用いることが好ましい。上記蛍光体は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 For example, when it is intended to finally obtain white light using an ultraviolet LED chip as a light emitting element, it is preferable to use a combination of a blue phosphor, a red phosphor and a green phosphor. When it is intended to finally obtain white light using a blue LED chip as a light emitting element, it is preferable to use a combination of a green phosphor and a red phosphor, or a yellow phosphor. As for the said fluorescent substance, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
上記青色蛍光体としては特に限定されず、例えば、(Sr、Ca、Ba、Mg)10(PO4)6Cl2:Eu、(Ba、Sr)MgAl10O17:Eu、(Sr、Ba)3MgSi2O8:Eu等が挙げられる。 The blue phosphor is not particularly limited. For example, (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu, (Ba, Sr) MgAl 10 O 17 : Eu, (Sr, Ba) 3 MgSi 2 O 8 : Eu and the like.
上記赤色蛍光体としては特に限定されず、例えば、(Sr、Ca)S:Eu、(Ca、Sr)2Si5N8:Eu、CaSiN2:Eu、CaAlSiN3:Eu、Y2O2S:Eu、La2O2S:Eu、LiW2O8:(Eu、Sm)、(Sr、Ca、Bs、Mg)10(PO4)8Cl2:(Eu、Mn)、Ba3MgSi2O8:(Eu、Mn)等が挙げられる。 It is not particularly restricted but includes the red phosphor, for example, (Sr, Ca) S: Eu, (Ca, Sr) 2 Si 5 N 8: Eu, CaSiN 2: Eu, CaAlSiN 3: Eu, Y 2 O 2 S : Eu, La 2 O 2 S: Eu, LiW 2 O 8 : (Eu, Sm), (Sr, Ca, Bs, Mg) 10 (PO 4 ) 8 Cl 2 : (Eu, Mn), Ba 3 MgSi 2 And O 8 : (Eu, Mn).
上記緑色蛍光体としては特に限定されず、例えば、Y3(Al、Ga)5O12:Ce、SrGa2S4:Eu、Ca3Sc2Si3O12:Ce、SrSiON:Eu、ZnS:(Cu、Al)、BaMgAl10O17(Eu、Mn)、SrAl2O4:Eu等が挙げられる。 The green phosphor is not particularly limited, and for example, Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce, SrGa 2 S 4 : Eu, Ca 3 Sc 2 Si 3 O 12 : Ce, SrSiON: Eu, ZnS: (Cu, Al), BaMgAl 10 O 17 (Eu, Mn), SrAl 2 O 4 : Eu, and the like.
上記黄色蛍光体としては特に限定されず、例えば、Y3Al5O12:Ce、(Y、Gd)3Al5O12:Ce、Tb3Al5O12:Ce、CaGa2S4:Eu、Sr2SiO4:Eu等が挙げられる。
Is not particularly restricted but includes the yellow phosphor, for example, Y 3 Al 5 O 12: Ce, (Y, Gd) 3 Al 5 O 12: Ce,
さらに、上記蛍光体としては、有機蛍光体であるペリレン系化合物等が挙げられる。 Furthermore, examples of the phosphor include perylene compounds that are organic phosphors.
上記蛍光体の平均粒径は、好ましくは9μm以上、より好ましくは12μm以上、好ましくは20μm以下、より好ましくは18μm以下である。上記蛍光体の平均粒径が上記下限以上及び上記上限以下であると、光半導体装置から発せられる光度が効果的に高くなる。 The average particle diameter of the phosphor is preferably 9 μm or more, more preferably 12 μm or more, preferably 20 μm or less, more preferably 18 μm or less. When the average particle diameter of the phosphor is not less than the lower limit and not more than the upper limit, the luminous intensity emitted from the optical semiconductor device is effectively increased.
上記蛍光体の平均粒径は、体積基準粒度分布曲線において積算値が50%のときの粒径値である。該平均粒径は、例えばレーザ光式粒度分布計を用いて測定可能である。該レーザ光式粒度分布計の市販品としては、Beckman Coulter社製「LS 13 320」等が挙げられる。 The average particle size of the phosphor is a particle size value when the integrated value is 50% in the volume-based particle size distribution curve. The average particle size can be measured using, for example, a laser beam type particle size distribution meter. As a commercial product of the laser beam type particle size distribution analyzer, “LS 13 320” manufactured by Beckman Coulter, Inc. can be cited.
(カップリング剤)
上記封止剤は、接着性を付与するために、カップリング剤をさらに含有してもよい。
(Coupling agent)
The sealing agent may further contain a coupling agent in order to impart adhesiveness.
上記カップリング剤としては特に限定されず、例えば、シランカップリング剤等が挙げられる。該シランカップリング剤としては、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、及びN−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。カップリング剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 It does not specifically limit as said coupling agent, For example, a silane coupling agent etc. are mentioned. Examples of the silane coupling agent include vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, and γ-methacryloxypropyltrimethoxy. Examples include silane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, and N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane. As for a coupling agent, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
(他の成分)
上記封止剤は、必要に応じて、分散剤、酸化防止剤、消泡剤、着色剤、変性剤、レベリング剤、光拡散剤又は難燃剤等の添加剤をさらに含有してもよい。
(Other ingredients)
The sealing agent may further contain additives such as a dispersant, an antioxidant, an antifoaming agent, a colorant, a modifier, a leveling agent, a light diffusing agent, or a flame retardant, as necessary.
以下、本発明の具体的な実施例及び比較例を挙げることにより、本発明を明らかにする。本発明は以下の実施例に限定されない。 Hereinafter, the present invention will be clarified by giving specific examples and comparative examples of the present invention. The present invention is not limited to the following examples.
封止部を形成する封止剤に以下の成分を用いた。 The following components were used for the sealing agent which forms a sealing part.
(シリコーン化合物)
第1のオルガノポリシロキサンA((Me3SiO1/2)0.19(Me2SiO2/2)0.25(Ph2SiO2/2)0.25(ViSiO3/2)0.31、23℃で液状)
第1のオルガノポリシロキサンB((Me2SiO2/2)0.33(Ph2SiO2/2)0.42(ViSiO3/2)0.25、23℃で液状)
第1のオルガノポリシロキサンC((Me2SiO2/2)0.45(Ph2SiO2/2)0.30(ViSiO3/2)0.25、23℃で液状)
第2のオルガノポリシロキサンA((Me3SiO1/2)0.05(Me2SiO2/2)0.19(Ph2SiO2/2)0.26(PhSiO3/2)0.27(HMe2SiO1/2)0.23、23℃で液状)
第2のオルガノポリシロキサンB((Me3SiO1/2)0.09(Me2SiO2/2)0.27(PhSiO3/2)0.41(HMe2SiO1/2)0.23、23℃で液状)
第2のオルガノポリシロキサンC((Me3SiO1/2)0.19(Ph2SiO2/2)0.16(PhSiO3/2)0.46(HMe2SiO1/2)0.19、23℃で液状)
上記の組成式でMeはメチル基、Phはフェニル基、Viはビニル基を示す。
(Silicone compound)
First organopolysiloxane A ((Me 3 SiO 1/2 ) 0.19 (Me 2 SiO 2/2 ) 0.25 (Ph 2 SiO 2/2 ) 0.25 (ViSiO 3/2 ) 0.31 Liquid at 23 ° C)
First organopolysiloxane B ((Me 2 SiO 2/2 ) 0.33 (Ph 2 SiO 2/2 ) 0.42 (ViSiO 3/2 ) 0.25 , liquid at 23 ° C.)
First organopolysiloxane C ((Me 2 SiO 2/2 ) 0.45 (Ph 2 SiO 2/2 ) 0.30 (ViSiO 3/2 ) 0.25 , liquid at 23 ° C.)
Second organopolysiloxane A ((Me 3 SiO 1/2 ) 0.05 (Me 2 SiO 2/2 ) 0.19 (Ph 2 SiO 2/2 ) 0.26 (PhSiO 3/2 ) 0.27 (HMe 2 SiO 1/2 ) 0.23 , liquid at 23 ° C.)
Second organopolysiloxane B ((Me 3 SiO 1/2 ) 0.09 (Me 2 SiO 2/2 ) 0.27 (PhSiO 3/2 ) 0.41 (HMe 2 SiO 1/2 ) 0.23 Liquid at 23 ° C)
Second organopolysiloxane C ((Me 3 SiO 1/2 ) 0.19 (Ph 2 SiO 2/2 ) 0.16 (PhSiO 3/2 ) 0.46 (HMe 2 SiO 1/2 ) 0.19 Liquid at 23 ° C)
In the above composition formula, Me represents a methyl group, Ph represents a phenyl group, and Vi represents a vinyl group.
(エポキシ樹脂)
エポキシ化合物A(ダイセル・オルネクス社製「セロキサイド 2021P」)
(Epoxy resin)
Epoxy compound A ("Celoxide 2021P" manufactured by Daicel Ornex)
(蛍光体を除くフィラー)
シリカA(円形度0.98、平均粒径1.0μm)
シリカB(円形度0.97、平均粒径6.0μm)
シリカC(円形度0.97、平均粒径0.25μm)
シリカD(円形度0.98、平均粒径2.0μm)
シリカX(円形度0.72、平均粒径1.0μm)
シリカY(円形度0.96、平均粒径15.0μm)
(Fillers excluding phosphors)
Silica A (roundness 0.98, average particle size 1.0 μm)
Silica B (circularity 0.97, average particle size 6.0 μm)
Silica C (roundness 0.97, average particle size 0.25 μm)
Silica D (roundness 0.98, average particle size 2.0 μm)
Silica X (circularity 0.72, average particle size 1.0 μm)
Silica Y (circularity 0.96, average particle size 15.0 μm)
(ヒドロシリル化反応用触媒)
ヒドロシリル化反応用触媒A(白金の1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体)
(Catalyst for hydrosilylation reaction)
Hydrosilylation catalyst A (
(熱硬化剤)
熱硬化剤A(新日本理化社製「リカシッド MH−700G」)
(Thermosetting agent)
Thermosetting agent A (“Rikacid MH-700G” manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.)
(蛍光体)
蛍光体A(N−YAG−2、平均粒径13.5μm)
蛍光体B(EY4453、平均粒径15.0μm)
蛍光体C(YAG−2、平均粒径7.0μm)
(Phosphor)
Phosphor A (N-YAG-2, average particle size 13.5 μm)
Phosphor B (EY4453, average particle size 15.0 μm)
Phosphor C (YAG-2, average particle size 7.0 μm)
(実施例1〜15及び比較例1〜5)
下記の表1に示す配合成分を配合した。ヒドロシリル化反応可能なオルガノポリシロキサン組成物(シリコーン化合物の組み合わせ)及びヒドロシリル化反応用触媒、又は、エポキシ化合物A及び熱硬化剤Aと、シリカ(第1,第2の個数密度が下記の表1に示す値となる量)と、蛍光体(第1,第2の個数密度が下記の表1に示す値となる量)とを配合して、封止剤を得た。
(Examples 1-15 and Comparative Examples 1-5)
The blending components shown in Table 1 below were blended. Organopolysiloxane composition capable of hydrosilylation reaction (combination of silicone compounds) and catalyst for hydrosilylation reaction, or epoxy compound A and thermosetting agent A and silica (first and second number densities are shown in Table 1 below) And a phosphor (amount in which the first and second number densities are the values shown in Table 1 below) were blended to obtain a sealant.
なお、シリコーン化合物を用いる場合に、ヒドロシリル化反応用触媒Aを、封止剤全体に対して白金金属が重量単位で50ppmとなる量で用いた。エポキシ化合物Aを用いる場合に、エポキシ化合物A100重量部に対して、熱硬化剤Aを100重量部用いた。 In addition, when using a silicone compound, the catalyst A for hydrosilylation reaction was used in the quantity from which platinum metal will be 50 ppm by weight with respect to the whole sealing agent. When using the epoxy compound A, 100 parts by weight of the thermosetting agent A was used with respect to 100 parts by weight of the epoxy compound A.
銀めっきされたリード電極付きポリフタルアミド製ハウジング材に、ダイボンド材によって主発光ピークが460nmの発光素子が実装されており、発光素子とリード電極とが金ワイヤーで接続されている構造において、得られた封止剤を注入し、150℃で2時間加熱して硬化させて、蛍光体及びシリカの第1,第2の個数密度が下記の表1に示す値である光半導体装置を作製した。 In a structure in which a light emitting element having a main emission peak of 460 nm is mounted on a silver-plated polyphthalamide housing material with a lead electrode by a die bond material, and the light emitting element and the lead electrode are connected by a gold wire. The obtained sealing agent was injected, and heated and cured at 150 ° C. for 2 hours to produce an optical semiconductor device in which the first and second number densities of the phosphor and silica are the values shown in Table 1 below. .
また、蛍光体及びシリカの第1,第2の個数密度は、シリカの円形度及び平均粒径、蛍光体の平均粒径と、封止剤の溶融粘度と、硬化時間によって調整した。 The first and second number densities of the phosphor and silica were adjusted by the circularity and average particle diameter of silica, the average particle diameter of the phosphor, the melt viscosity of the sealant, and the curing time.
(実施例16)
ヒドロシリル化反応可能なオルガノポリシロキサン組成物(シリコーン化合物A,Aの組み合わせ)及びヒドロシリル化反応用触媒Aと、シリカA(第1,第2の個数密度が下記の表2に示す値となる量)と、蛍光体A(第1,第2の個数密度が下記の表2に示す値となる量とを配合して、第1の封止剤を得た。
(Example 16)
Organopolysiloxane composition capable of hydrosilylation reaction (combination of silicone compounds A and A) and catalyst A for hydrosilylation reaction, and silica A (amount at which the first and second number densities are the values shown in Table 2 below) ) And phosphor A (the first and second number densities are values shown in Table 2 below) to obtain a first sealant.
ヒドロシリル化反応可能なオルガノポリシロキサン組成物(シリコーン化合物A,Aの組み合わせ)及びヒドロシリル化反応用触媒Aと、シリカA(第1,第2の個数密度が下記の表2に示す値となる量)と、蛍光体A(第1,第2の個数密度が下記の表2に示す値となる量)とを配合して、第2の封止剤を得た。 Organopolysiloxane composition capable of hydrosilylation reaction (combination of silicone compounds A and A) and catalyst A for hydrosilylation reaction, and silica A (amount at which the first and second number densities are the values shown in Table 2 below) ) And phosphor A (amount in which the first and second number densities are values shown in Table 2 below) were blended to obtain a second sealant.
なお、ヒドロシリル化反応用触媒Aを、第1の封止剤全体及び第2の封止剤全体に対して白金金属が重量単位で50ppmとなる量で用いた。 In addition, the catalyst A for hydrosilylation reaction was used in such an amount that the platinum metal was 50 ppm by weight with respect to the entire first sealing agent and the entire second sealing agent.
銀めっきされたリード電極付きポリフタルアミド製ハウジング材に、ダイボンド材によって主発光ピークが460nmの発光素子が実装されており、発光素子とリード電極とが金ワイヤーで接続されている構造において、得られる封止部の下側1/2の領域に、得られた第1の封止剤を注入し、80℃で1時間予備加熱した。次に、得られる封止部の上側1/2の領域に、得られた第2の封止剤を注入した。第1,第2の封止剤を150℃で2時間加熱して硬化させて、蛍光体及びシリカの第1,第2の個数密度が下記の表2に示す値である光半導体装置を作製した。
In a structure in which a light emitting element having a main emission peak of 460 nm is mounted on a silver-plated polyphthalamide housing material with a lead electrode by a die bond material, and the light emitting element and the lead electrode are connected by a gold wire. The obtained 1st sealing agent was inject | poured into the area | region of
(実施例17)
ヒドロシリル化反応可能なオルガノポリシロキサン組成物(シリコーン化合物A,Aの組み合わせ)及びヒドロシリル化反応用触媒Aと、シリカA(第1,第2の個数密度が下記の表2に示す値となる量)と、蛍光体A(第1,第2の個数密度が下記の表2に示す値となる量とを配合して、第1の封止剤を得た。
(Example 17)
Organopolysiloxane composition capable of hydrosilylation reaction (combination of silicone compounds A and A) and catalyst A for hydrosilylation reaction, and silica A (amount at which the first and second number densities are the values shown in Table 2 below) ) And phosphor A (the first and second number densities are values shown in Table 2 below) to obtain a first sealant.
ヒドロシリル化反応可能なオルガノポリシロキサン組成物(シリコーン化合物A,Aの組み合わせ)及びヒドロシリル化反応用触媒Aと、シリカA(第1,第2の個数密度が下記の表2に示す値となる量)とを配合して、第2の封止剤を得た。第2の封止剤には蛍光体を配合しなかった。 Organopolysiloxane composition capable of hydrosilylation reaction (combination of silicone compounds A and A) and catalyst A for hydrosilylation reaction, and silica A (amount at which the first and second number densities are the values shown in Table 2 below) ) To obtain a second sealant. No phosphor was blended in the second sealant.
なお、ヒドロシリル化反応用触媒Aを、第1の封止剤全体及び第2の封止剤全体に対して白金金属が重量単位で50ppmとなる量で用いた。 In addition, the catalyst A for hydrosilylation reaction was used in such an amount that the platinum metal was 50 ppm by weight with respect to the entire first sealing agent and the entire second sealing agent.
銀めっきされたリード電極付きポリフタルアミド製ハウジング材に、ダイボンド材によって主発光ピークが460nmの発光素子が実装されており、発光素子とリード電極とが金ワイヤーで接続されている構造において、得られる封止部の下側1/2の領域に、得られた第1の封止剤を注入し、80℃で1時間予備加熱した。次に、得られる封止部の上側1/2の領域に、得られた第2の封止剤を注入した。第1,第2の封止剤を150℃で2時間加熱して硬化させて、蛍光体及びシリカの第1,第2の個数密度が下記の表2に示す値である光半導体装置を作製した。
In a structure in which a light emitting element having a main emission peak of 460 nm is mounted on a silver-plated polyphthalamide housing material with a lead electrode by a die bond material, and the light emitting element and the lead electrode are connected by a gold wire. The obtained 1st sealing agent was inject | poured into the area | region of
(評価)
得られた光半導体装置について、23℃の温度下、光度測定装置(オプトロニックラボラトリーズ社製「OL770」)を用いて発光素子に60mAの電流を流した時の光度(初期光度)を測定した。シリカを入れていない時の光度を基準として、下記の基準で初期光度を判定した。なお、比較例3では、シリカを配合していないため、光度が低かった。
(Evaluation)
With respect to the obtained optical semiconductor device, the light intensity (initial light intensity) when a current of 60 mA was passed through the light emitting element was measured at a temperature of 23 ° C. using a light intensity measuring device (“OL770” manufactured by Optronic Laboratories). The initial luminous intensity was determined according to the following criteria based on the luminous intensity when no silica was added. In Comparative Example 3, the luminous intensity was low because silica was not blended.
[初期光度の判定基準]
〇○:初期光度が3%以上向上
○:初期光度が2%以上、3%未満向上
△:初期光度が1%以上、2%未満向上
×:初期光度が1%未満向上
[Initial Luminance Criteria]
○ ○: Initial luminous intensity improved by 3% or more ○: Initial luminous intensity improved by 2% or more and less than 3% Δ: Initial luminous intensity improved by 1% or more but less than 2% ×: Initial luminous intensity improved by less than 1%
(高温高湿通電試験)
発光素子に100mAの電流を流した状態で光半導体装置を85℃及び相対湿度85RH%雰囲気下のチャンバー内に入れて、1000時間放置した。1000時間後、23℃の温度下、光度測定装置(オプトロニックラボラトリーズ社製「OL770」)を用いて発光素子に60mAの電流を流した時の光度を測定した。初期光度に対する光度の低下率を算出した。高温高湿通電試験を下記の基準で判定した。
(High temperature and high humidity energization test)
In a state where a current of 100 mA was passed through the light emitting element, the optical semiconductor device was placed in a chamber under an atmosphere of 85 ° C. and a relative humidity of 85 RH% and left for 1000 hours. After 1000 hours, the light intensity when a current of 60 mA was passed through the light emitting element was measured at a temperature of 23 ° C. using a light intensity measuring device (“OL770” manufactured by Optronic Laboratories). The rate of decrease in luminous intensity relative to the initial luminous intensity was calculated. The high temperature and high humidity energization test was judged according to the following criteria.
[高温高湿通電試験の判定基準]
○:光度の低下率が10%未満
△:光度の低下率が10%以上、15%未満
×:光度の低下率が15%以上
[Criteria for high-temperature and high-humidity current test]
○: The luminous intensity decrease rate is less than 10%. Δ: The luminous intensity decrease rate is 10% or more and less than 15%. X: The luminous intensity decrease rate is 15% or more.
詳細及び結果を下記の表1,2に示す。 Details and results are shown in Tables 1 and 2 below.
1…光半導体装置
2…リードフレーム
3…光半導体素子
4…第1の成形体
4a…開口部
4b…枠部
4c…内面
5…第2の成形体
5a…底部
6…ダイボンド材
7…ボンディングワイヤー
8…封止部(封止剤の硬化物)
8A…蛍光体
8B…フィラー
21…光半導体装置
22…ダイボンド材
23…ボンディングワイヤー
31…光半導体装置
32…成形体
32a…開口部
32b…枠部
32c…底部
R1…下側1/2の領域
R2…上側1/2の領域
DESCRIPTION OF
8A ...
Claims (9)
前記成形体の枠部内に配置された光半導体素子と、
前記成形体の枠部内に配置されており、かつ前記光半導体素子を封止するように配置されている封止部とを備え、
前記封止部が、蛍光体と、蛍光体を除くフィラーとを含み、
前記フィラーの円形度が0.8以上であり、前記フィラーの平均粒径が0.2μm以上、10μm以下であり、
前記封止部の最も下端の高さ位置から最も上端の高さ位置に向かって1/2の距離の、前記封止部の下側1/2の領域に前記蛍光体の全てが存在するか、又は、前記封止部の最も下端の高さ位置から最も上端の高さ位置に向かって1/2の距離の、前記封止部の下側1/2の領域における前記蛍光体の第1の個数密度が、前記封止部の最も上端の高さ位置から最も下端の高さ位置に向かって1/2の距離の、前記封止部の上側1/2の領域における前記蛍光体の第2の個数密度の1倍を超える、光半導体装置。 A molded body having an opening at the frame portion and the upper end; and
An optical semiconductor element disposed in the frame of the molded body;
A sealing portion that is disposed in a frame portion of the molded body and that is disposed so as to seal the optical semiconductor element;
The sealing portion includes a phosphor and a filler excluding the phosphor,
The circularity of the filler is 0.8 or more, the average particle size of the filler is 0.2 μm or more and 10 μm or less,
Whether all of the phosphors are present in the lower half region of the sealing portion at a distance of 1/2 from the lowest height position of the sealing portion to the highest height position. Alternatively, the first phosphor of the phosphor in the lower half region of the sealing portion at a distance of ½ from the lowermost height position of the sealing portion to the uppermost height position. The number density of the phosphors in the upper half region of the sealing portion is a distance of ½ from the uppermost height position of the sealing portion toward the lowermost height position. 2 is an optical semiconductor device exceeding 1 times the number density of 2;
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