JP5760655B2 - 半導体発光装置用樹脂パッケージ及び該樹脂パッケージを有してなる半導体発光装置並びにそれらの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、照明器具、ディスプレイ、携帯電話や液晶テレビなどのバックライト、デジタルサイネージ及びその他の光源などに用いられる半導体発光装置及びそれに適した半導体発光装置用樹脂パッケージ並びにそれらの製造方法に関する。
発光素子を用いた表面実装型発光装置は、小型で電力効率がよくまた発光色も鮮やかである。また、この発光素子は半導体素子であるため球切れなどの心配がない。さらに初期駆動特性が優れ、振動や点灯のオン・オフの繰り返しに強いという特徴を有する。このような優れた特性を有するため、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザーダイオード（ＬＤ）などの発光素子を用いる発光装置は、各種の光源として利用されている。
このような半導体発光装置は、リードと樹脂組成物とを一体的に成形した樹脂成形体を有してなる半導体発光装置用パッケージに、リードと電気的に接続された発光素子を搭載し、該発光素子を封止材で被覆した構成を基本構成とする。
前記パッケージを構成する樹脂成形体の材料としてはポリアミド等の熱可塑性樹脂に光の反射効率を上げるための反射材料として白色顔料を配合した熱可塑性樹脂組成物が広く用いられているが、半導体発光装置とするためには、近年の鉛使用回避のための高融点の鉛フリーハンダを用いるリフロー条件では耐熱性が不十分となることがあった。
そこで、熱可塑性樹脂に代え耐熱性に優れたエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂をパッケージに使用することが提案されている（特許文献１参照）。また、同特許文献１には、トランスファーモールド法により発光素子を載置する基台とリードと樹脂とを一体的に成形した量産性に優れた樹脂成形体および表面実装型発光装置の製造方法が記載されている。
また、特許文献２には基台を支持したリードフレームと上述のような熱硬化性樹脂組成物又は熱可塑性樹脂組成物を射出成形により一体成形した放熱性に優れるパッケージが開示されている。
しかしながら、半導体発光装置用パッケージに使用される樹脂の耐熱性、耐光性、密着性や量産性の面で更なる改良が求められており、また半導体発光装置用パッケージを構成するリードや樹脂成形体の構造及びその構造に適合した成形方法についても更なる改善が求められていた。
前記パッケージを構成する樹脂成形体の材料としてはポリアミド等の熱可塑性樹脂に光の反射効率を上げるための反射材料として白色顔料を配合した熱可塑性樹脂組成物が広く用いられているが、半導体発光装置とするためには、近年の鉛使用回避のための高融点の鉛フリーハンダを用いるリフロー条件では耐熱性が不十分となることがあった。
そこで、熱可塑性樹脂に代え耐熱性に優れたエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂をパッケージに使用することが提案されている（特許文献１参照）。また、同特許文献１には、トランスファーモールド法により発光素子を載置する基台とリードと樹脂とを一体的に成形した量産性に優れた樹脂成形体および表面実装型発光装置の製造方法が記載されている。
また、特許文献２には基台を支持したリードフレームと上述のような熱硬化性樹脂組成物又は熱可塑性樹脂組成物を射出成形により一体成形した放熱性に優れるパッケージが開示されている。
しかしながら、半導体発光装置用パッケージに使用される樹脂の耐熱性、耐光性、密着性や量産性の面で更なる改良が求められており、また半導体発光装置用パッケージを構成するリードや樹脂成形体の構造及びその構造に適合した成形方法についても更なる改善が求められていた。
従来より用いられている熱可塑性樹脂による射出成形法は生産性のよさが利点であったが、これを半導体発光装置用パッケージに適用しようとすると、樹脂が高粘度である上に、反射材料として白色顔料を配合すると組成物の粘度がさらに高くなって流動性が低下するため、白色顔料の添加量をあまり多くすることはできなかった。
また、従来この用途に用いられる熱可塑性樹脂は高いガラス転移温度（Ｔｇ）を確保するために紫外吸収があり耐熱耐光性に劣る芳香族成分を多く含むので、屈折率が高くなり、従って用いることができる白色顔料もバインダ樹脂との屈折率差が大きく少量添加にて高い反射率を得られるチタニア等に限られていた。チタニアは可視光領域において少量にて高い反射率が得られるが、紫外領域に吸収があるため青〜紫外領域においては反射率が低くなる。この結果、射出成形に用いるためには「芳香族基含有樹脂＋チタニア」に代表される組成しか選択できず、結果的に耐熱・耐光性が劣り、反射率の低いパッケージしか得ることができなかった。
また、従来この用途に用いられる熱可塑性樹脂は高いガラス転移温度（Ｔｇ）を確保するために紫外吸収があり耐熱耐光性に劣る芳香族成分を多く含むので、屈折率が高くなり、従って用いることができる白色顔料もバインダ樹脂との屈折率差が大きく少量添加にて高い反射率を得られるチタニア等に限られていた。チタニアは可視光領域において少量にて高い反射率が得られるが、紫外領域に吸収があるため青〜紫外領域においては反射率が低くなる。この結果、射出成形に用いるためには「芳香族基含有樹脂＋チタニア」に代表される組成しか選択できず、結果的に耐熱・耐光性が劣り、反射率の低いパッケージしか得ることができなかった。
一方で、特許文献１に開示されたトランスファー成形法では、室温で固形状の原料組成物が用いられるため、芳香族成分を用いることなく極性基や剛直な有機基を多く含む熱硬化性樹脂組成物や半硬化状のエポキシ化合物を用いることができる。しかしながら得られる硬化物は有機骨格主体の樹脂であるため耐熱性は十分とはいえなかった。またこれらの熱硬化性樹脂の屈折率も高いため、やはり反射材としてはチタニアを主体に使用する組成しか選択できず、広い波長域において高い反射率を有するパッケージを得ることは困難であった。また、トランスファー成形は射出成形と比較して成形サイクルが長く、大量生産には不向きで、成形品の形状選択の自由度にも課題があった。更に、多数個を１回のショットで製造するためには高価なダイサーを必要とするなど、設備投資面での問題もあった。
また、特許文献２のパッケージにおいても、樹脂そのものは従来と同様なものが用いられており、樹脂本体の性質に由来する前記と同様の問題が解決されたとは言い難い。
また、特許文献２のパッケージにおいても、樹脂そのものは従来と同様なものが用いられており、樹脂本体の性質に由来する前記と同様の問題が解決されたとは言い難い。
本発明は、上述の従来技術の課題を解決し、耐熱・耐光性に優れ、広い波長範囲において薄肉でも高い反射率を有し、成形性、放熱性、量産性に優れた半導体発光装置用パッケージ、該パッケージを備えた半導体発光装置、及びそれらの製造方法を提供することを目的とする。
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、下記の発明が上記目的に合致することを見出し、本発明に至った。
本発明の半導体発光装置用パッケージは、第１のリードと、第２のリードと、第１のリード及び第２のリードと一体的に成形されてなる樹脂成形体とを有してなる半導体発光装置用樹脂パッケージであって、
該樹脂パッケージは底面と側面とを有する凹部が形成されており、その凹部の底面から第１のリード及び第２のリードが露出しているとともに、該樹脂パッケージが半導体発光素子を載置するための基台を有しており、
かつ前記樹脂成形体は、（Ａ）ポリオルガノシロキサン、（Ｂ）一次粒子のアスペクト比が１．２以上２．５以下、一次粒子径が０．１μｍ以上２．０μｍ以下の白色顔料、および（Ｃ）硬化触媒を含有する組成物から形成されていることを特徴とする。
該樹脂パッケージは底面と側面とを有する凹部が形成されており、その凹部の底面から第１のリード及び第２のリードが露出しているとともに、該樹脂パッケージが半導体発光素子を載置するための基台を有しており、
かつ前記樹脂成形体は、（Ａ）ポリオルガノシロキサン、（Ｂ）一次粒子のアスペクト比が１．２以上２．５以下、一次粒子径が０．１μｍ以上２．０μｍ以下の白色顔料、および（Ｃ）硬化触媒を含有する組成物から形成されていることを特徴とする。
本発明において、「樹脂成形体」とは、半導体発光装置用樹脂組成物を成形して得られるものをいい、「半導体発光装置用パッケージ」（以下、単に「パッケージ」と記載する場合がある。）とは、導電性金属であるリードと樹脂成形体の原料である半導体発光装置用樹脂組成物とが一体的に成形されたものである。
また、「半導体発光装置」とは、上記半導体発光装置用パッケージと、半導体発光素子（以下、単に「発光素子」と記載する場合がある。）及び該半導体発光素子を被覆する封止材等を含む発光装置である。
また、本発明において「リード」は、いわゆる「リード線」、即ち、導電配線の他に、所謂「リードフレーム」といわれる、電気的な接続に用いられる板状その他の任意の形状に成形された導電体をも含むものである。
また、「半導体発光装置」とは、上記半導体発光装置用パッケージと、半導体発光素子（以下、単に「発光素子」と記載する場合がある。）及び該半導体発光素子を被覆する封止材等を含む発光装置である。
また、本発明において「リード」は、いわゆる「リード線」、即ち、導電配線の他に、所謂「リードフレーム」といわれる、電気的な接続に用いられる板状その他の任意の形状に成形された導電体をも含むものである。
また、「インナーリード部」は、リードの中で樹脂成形体の内側に設置される部分をいう。インナーリード部は、樹脂成形体の凹部底面から少なくともその一部が露出しており、露出部において発光素子の電極と電気的に接続される。
「アウターリード部」は樹脂成形体の凹部が形成された面（以下「主面」ということがある）と反対の面（以下「裏面」ということがある）または樹脂成形体から外部に露出するリードの部分をいい、放熱効率の向上と外部電極との電気的接続に用いられ、このアウターリード部を所定の長さとして折り曲げて使用する等により、照明器具等にそのまま実装することも可能となる。
「アウターリード部」は樹脂成形体の凹部が形成された面（以下「主面」ということがある）と反対の面（以下「裏面」ということがある）または樹脂成形体から外部に露出するリードの部分をいい、放熱効率の向上と外部電極との電気的接続に用いられ、このアウターリード部を所定の長さとして折り曲げて使用する等により、照明器具等にそのまま実装することも可能となる。
本発明の半導体発光装置用パッケージは、樹脂成形体部分に上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物を用いていることにより、成形性、耐熱性、耐光性、密着性、反射率等に優れる。また、発光素子を載置しやすい構造とすることができる。
また、該樹脂パッケージは、半導体発光素子が基台に載置されているため、基台の材質を選ぶことで半導体発光素子から発生する熱を外部に効率よく放熱することができ、また、半導体発光素子の直下に剛直な基台を設けることにより、超音波熱圧着（サーモソニック）方式で半導体発光素子をワイヤボインディングする際に、超音波が樹脂成形体に吸収されることが少なく、半導体発光素子の電極とボインディングワイヤの接着強度が高くなるので、実装時の安定性も良好になる。
また、該樹脂パッケージは底面と側面とを有する凹部が形成されており、その凹部の底面から第１のリード及び第２のリードが露出しているため、発光素子から発生する熱を外部に効率よく放熱することができる。
また、該樹脂パッケージは、半導体発光素子が基台に載置されているため、基台の材質を選ぶことで半導体発光素子から発生する熱を外部に効率よく放熱することができ、また、半導体発光素子の直下に剛直な基台を設けることにより、超音波熱圧着（サーモソニック）方式で半導体発光素子をワイヤボインディングする際に、超音波が樹脂成形体に吸収されることが少なく、半導体発光素子の電極とボインディングワイヤの接着強度が高くなるので、実装時の安定性も良好になる。
また、該樹脂パッケージは底面と側面とを有する凹部が形成されており、その凹部の底面から第１のリード及び第２のリードが露出しているため、発光素子から発生する熱を外部に効率よく放熱することができる。
なお、樹脂成形体を形成する熱硬化性シリコーン樹脂組成物に含まれる、（Ａ）ポリオルガノシロキサン、（Ｂ）白色顔料、及び（Ｃ）硬化触媒の詳細ついては、実施形態の説明にて記載する。
前記（Ｂ）白色顔料の二次粒子の中心粒径が、０．０２μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。このような（Ｂ）白色顔料を使用することにより、反射特性及び液状射出成形時の成形性に優れ、かつ、成形に適した粘度に調整し易く、金型の摩耗が少ない樹脂組成物を得ることができる。
また、より反射特性に優れた半導体発光装置用パッケージを得るためには、前記（Ｂ）白色顔料が、アルミナ及び／又はチタニアであることが好ましい。
また、より反射特性に優れた半導体発光装置用パッケージを得るためには、前記（Ｂ）白色顔料が、アルミナ及び／又はチタニアであることが好ましい。
前記樹脂成形体に要求される性能に応じて前記樹脂成形体を形成する組成物には、種々の物質を添加することができる。
中でも、前記樹脂成形体を形成する組成物が、フィラー、拡散剤、蛍光物質、反射性物質、遮光性物質、紫外線吸収剤、及び酸化防止剤からなる群から選ばれる少なくとも１種の材料を含む組成物であることが好ましい。
中でも、前記樹脂成形体を形成する組成物が、フィラー、拡散剤、蛍光物質、反射性物質、遮光性物質、紫外線吸収剤、及び酸化防止剤からなる群から選ばれる少なくとも１種の材料を含む組成物であることが好ましい。
また、前記樹脂パッケージは、液状射出成形（ＬＩＭ）法により成形されたものであることが好ましい。液状射出成形（ＬＩＭ）法による成形は連続的な成形が可能であることから大量生産に適し、無駄な硬化物が発生せず二次加工が不要（すなわちバリが発生しにくい）であり、樹脂成形体の成形工程の自動化、成形サイクルの短縮化、成形品のコスト削減が可能になる等大きなメリットがある。ＬＩＭ成形とトランスファー成形とを比較すると、ＬＩＭ成形は、成形体形状の自由度が高く、単位生産量あたりの成形機および金型価格が比較的安価であるというメリットがある。
半導体発光装置用樹脂パッケージ凹部の側面末端部分は、稜角部を有していないことが好ましい。このような構造とすることにより、硬化した成形体の金型からの脱離が容易になる。
また、基台の底面が、半導体発光装置用樹脂パッケージから露出されていることが好ましい。
本発明の半導体発光装置は、上記半導体発光装置用樹脂パッケージの基台に半導体発光素子が載置され、該発光素子が第１及び第２のリードと電気的に接続されており、かつ前記発光素子が、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、アクリレート樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種の樹脂を主成分として含む組成物からなる樹脂層により封止されていることを特徴とする。
前記樹脂層が、フィラー、拡散剤、蛍光物質、反射性物質、紫外線吸収剤、及び酸化防止剤からなる群から選ばれる少なくとも１種の材料を含む組成物から形成されていることが好ましい。
また、前記第１のリード又は第２のリードに保護素子が載置されていることが好ましい。
本発明の半導体発光装置用樹脂パッケージの製造方法は、第１のリードと第２のリードとを一体成形してなる、底面と側面とを持つ凹部が形成された基台を有する、液状射出成形法による半導体発光装置用樹脂パッケージの製造方法であって、
上金型及び／又は下金型が該樹脂パッケージの形状に対応する凹みを形成しており、第１のリード電極は第１のインナーリード部と第１のアウターリード部とを有しており、第２のリード電極は第２のインナーリード部と第２のアウターリード部を有しており、かつ樹脂パッケージの凹部の底面に相当する第１のインナーリード部と第２のインナーリード部並びに第１のアウターリード部と第２のアウターリード部を上金型と下金型とで挟み込む第１の工程と、
上金型と下金型の前記凹みで形成される空間部分に、（Ａ）ポリオルガノシロキサン、（Ｂ）一次粒子のアスペクト比が１．２以上２．５以下、一次粒子径が０．１μｍ以上２．０μｍ以下の白色顔料、および（Ｃ）硬化触媒を含む液状熱硬化性樹脂組成物を射出して充填する第２の工程と、
充填された熱硬化性樹脂を加熱して硬化し、樹脂パッケージを成形する第３の工程と、を少なくとも有し、かつ、前記基台は下記（ｉ），（ｉｉ）のいずれかの方法で形成されることを特徴とする。
（ｉ）前記第１の工程にて、前記第１のリード及び第２のリードに加えて基台も金型内に挿入されて一体成形する方法
（ｉｉ）前記上金型及び／又は下金型が該基台の形状に対応する凸部を更に有しており、それにより形成された成形体の空洞部分に前記第３の工程後に基台を嵌入する方法
上金型及び／又は下金型が該樹脂パッケージの形状に対応する凹みを形成しており、第１のリード電極は第１のインナーリード部と第１のアウターリード部とを有しており、第２のリード電極は第２のインナーリード部と第２のアウターリード部を有しており、かつ樹脂パッケージの凹部の底面に相当する第１のインナーリード部と第２のインナーリード部並びに第１のアウターリード部と第２のアウターリード部を上金型と下金型とで挟み込む第１の工程と、
上金型と下金型の前記凹みで形成される空間部分に、（Ａ）ポリオルガノシロキサン、（Ｂ）一次粒子のアスペクト比が１．２以上２．５以下、一次粒子径が０．１μｍ以上２．０μｍ以下の白色顔料、および（Ｃ）硬化触媒を含む液状熱硬化性樹脂組成物を射出して充填する第２の工程と、
充填された熱硬化性樹脂を加熱して硬化し、樹脂パッケージを成形する第３の工程と、を少なくとも有し、かつ、前記基台は下記（ｉ），（ｉｉ）のいずれかの方法で形成されることを特徴とする。
（ｉ）前記第１の工程にて、前記第１のリード及び第２のリードに加えて基台も金型内に挿入されて一体成形する方法
（ｉｉ）前記上金型及び／又は下金型が該基台の形状に対応する凸部を更に有しており、それにより形成された成形体の空洞部分に前記第３の工程後に基台を嵌入する方法
これにより、液状熱硬化性シリコーン樹脂組成物を射出成形する第２及び第３の工程における、リードのばたつきを抑制することができ、バリの発生がない樹脂成形体を製造することができる。
また、液状射出成形法によって樹脂成形体を形成するため、複雑な形状の凹部を有す
る樹脂成形体を製造することができ、さらには連続的な成形が可能であることから大量生産に適し、バリが発生しにくいため二次加工が不要であり、樹脂成形体の成形工程の自動化、成形サイクルの短縮化、成形品のコスト削減が可能になるという利点がある。
また、発光素子を載置する部分に相当する第１のインナーリード部を露出することができ、また、凹部の底面にリードを露出させることで、放熱性を向上させることができる。
また、液状射出成形法によって樹脂成形体を形成するため、複雑な形状の凹部を有す
る樹脂成形体を製造することができ、さらには連続的な成形が可能であることから大量生産に適し、バリが発生しにくいため二次加工が不要であり、樹脂成形体の成形工程の自動化、成形サイクルの短縮化、成形品のコスト削減が可能になるという利点がある。
また、発光素子を載置する部分に相当する第１のインナーリード部を露出することができ、また、凹部の底面にリードを露出させることで、放熱性を向上させることができる。
本発明の製造方法において、第２の工程が、液状射出成形機を用いて行われ、かつ、射出成形圧力が１０ｋｇ／ｃｍ2以上１２００ｋｇ／ｃｍ2以下であることが好ましく、より好ましくは１００ｋｇ／ｃｍ2以上２０００ｋｇ／ｃｍ2以下、さらに好ましくは２００ｋｇ／ｃｍ2以上１６００ｋｇ／ｃｍ2以下、特に好ましくは３７０ｋｇ／ｃｍ2以上１２００ｋｇ／ｃｍ2以下である。
本発明の製造方法において、第２の工程が、液状射出成形機を用いて行われ、かつ、液状射出成形機のシリンダー温度が０℃以上１００℃以下であることが好ましい。
液状射出成形時の硬化温度及び時間がそれぞれ、１２０℃以上２３０℃以下及び３秒以上１０分間以下であることが好ましい。
また、液状射出成形に用いる（Ａ）ポリオルガノシロキサン、（Ｂ）一次粒子のアスペクト比が１．２以上２．５以下、一次粒子径が０．１μｍ以上２．０μｍ以下の白色顔料、および（Ｃ）硬化触媒を含有する液状熱硬化性樹脂組成物の粘度が、２５℃、剪断速度１００／ｓの条件で、１０Ｐａ・ｓ以上１００００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。
本発明の半導体発光装置の製造方法は、上記の樹脂パッケージを用いる半導体発光装置の製造方法であって、
前記樹脂パッケージの基台に半導体発光素子を載置し、該発光素子の第１の電極と第１のインナーリードとを電気的に接続し、かつ該発光素子の第２の電極と第２のインナーリードとを電気的に接続する第１の工程と、
該樹脂パッケージの凹部に、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂及びアクリレート樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種の樹脂を主成分として含む組成物を装入する第２の工程と、
前記組成物を加熱して硬化し、発光素子を封止する第３の工程と、
を有することを特徴とする。
前記樹脂パッケージの基台に半導体発光素子を載置し、該発光素子の第１の電極と第１のインナーリードとを電気的に接続し、かつ該発光素子の第２の電極と第２のインナーリードとを電気的に接続する第１の工程と、
該樹脂パッケージの凹部に、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂及びアクリレート樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種の樹脂を主成分として含む組成物を装入する第２の工程と、
前記組成物を加熱して硬化し、発光素子を封止する第３の工程と、
を有することを特徴とする。
また、本発明の半導体発光装置の製造方法において、前記第１のリード又は第２のリードに、保護素子を載置する工程を、前記第１の工程の前又は後に有することが好ましい。
本発明によれば、耐久性（耐光性、耐熱性）が高く、かつ優れた反射率によりＬＥＤ出力を向上させることが可能な半導体発光装置用パッケージ及び該パッケージを備えた半導体発光装置が提供される。
以下、本発明に係る半導体発光装置用樹脂パッケージ及び半導体発光装置並びそれらの製造方法を、実施形態及び実施例を用いて説明する。
＜１．半導体発光装置の概要＞
半導体発光装置の概要を図１を例にして説明する。図１は、半導体発光装置の一例を示す概略断面図である。図２は、その概略平面図である。なお、図１は、図２のＡ−Ａの概略断面図である。
半導体発光装置の概要を図１を例にして説明する。図１は、半導体発光装置の一例を示す概略断面図である。図２は、その概略平面図である。なお、図１は、図２のＡ−Ａの概略断面図である。
図１の半導体発光装置１は、（樹脂）パッケージ１０と、パッケージ１０に載置される発光素子２０と、発光素子２０を被覆する封止材３０とを有する。
パッケージ１０は、基台１０ａと、第１のリード１１及び第２のリード１２と、半導体発光装置用樹脂成形体１３を一体的に成形してなる。
発光素子２０は、同一面側に正負一対の第１の電極２１と第２の電極２２とを有しており、それぞれの電極が、第１のリード１１及び第２のリード１２と電気的に接続されている。
図１の半導体発光装置１においては、同一面側に正負一対の電極を有するものについて説明するが、発光素子と基台の間に導電性の表面を有するサブマウントを設け、このサブマウントと第１のリードとをワイヤボインディングしたり、又は金属製の基台と第１のリードをワイヤボインディングしたりすることにより発光素子の上面と下面とから正負一対の電極を有するものを用いることもできる。
図１の半導体発光装置１においては、同一面側に正負一対の電極を有するものについて説明するが、発光素子と基台の間に導電性の表面を有するサブマウントを設け、このサブマウントと第１のリードとをワイヤボインディングしたり、又は金属製の基台と第１のリードをワイヤボインディングしたりすることにより発光素子の上面と下面とから正負一対の電極を有するものを用いることもできる。
封止材３０は、発光素子２０を被覆するようにパッケージ１０の凹部１４内に装入される。
封止材３０は、熱硬化性樹脂あるいは熱硬化性樹脂を主成分とする組成物（以下、「封止材用熱硬化性樹脂組成物」と総称する。）を用いており、発光素子２０の光を直接利用する場合には透明封止するが、発光素子２０の光を任意の波長に変換する場合には、通常、蛍光体を含有している。
封止材３０は、熱硬化性樹脂あるいは熱硬化性樹脂を主成分とする組成物（以下、「封止材用熱硬化性樹脂組成物」と総称する。）を用いており、発光素子２０の光を直接利用する場合には透明封止するが、発光素子２０の光を任意の波長に変換する場合には、通常、蛍光体を含有している。
以下、半導体発光装置の各構成部材について詳細に説明する。
＜２．半導体発光装置用パッケージ＞
＜２．１．パッケージ概要＞
上述のように半導体発光装置用パッケージ１０は、基台１０ａと、第１のリード１１及び第２のリード１２と、樹脂成形体１３とから構成されている。
＜２．半導体発光装置用パッケージ＞
＜２．１．パッケージ概要＞
上述のように半導体発光装置用パッケージ１０は、基台１０ａと、第１のリード１１及び第２のリード１２と、樹脂成形体１３とから構成されている。
第１のリード１１は第１のインナーリード部１１ａと第１のアウターリード部１１ｂとを有している。第１のインナーリード部１１ａは、その一部が凹部１４の底面１４ａから露出しており、発光素子２０が持つ第１の電極２１とワイヤ４０を介して電気的に接続されている。第１のリード１１は、樹脂成形体１３の側面外側に露出する第１のアウターリード部１１ｂを有しており、第１のアウターリード部１１ｂは、外部電極（図示せず）と電気的に接続される。そのため、材質としては、金属等の導電性部材を用いる。
第２のリード１２は第２のインナーリード部１２ａと第２のアウターリード部１２ｂとを有している。第２のインナーリード部１２ａは、その一部が凹部１４の底面１４ａから露出しており、発光素子２０が持つ第２の電極２２とワイヤ４０を介して電気的に接続されている。第２のリード１２は、樹脂成形体１３の側面外側に露出する第２のアウターリード部１２ｂを有しており、第２のアウターリード部１２ｂは、外部電極（図示せず）と電気的に接続されるため、材質としては、金属等の導電性部材を用いる。
なお、基台１０ａと、第１のリード１１及び第２のリード１２とが短絡しないように、裏面側において基台１０ａと、第１のリード１１及び第２のリード１２との近接する部分の表面には、絶縁体５０ａ，５０ｂが設けられている。
また、第１のインナーリード部１１ａと第２のインナーリード部１２ａの裏面は露出せずパッケージの一部である樹脂成形体用樹脂組成物に覆われ一体的に成形されていてもよい。
また、第１のインナーリード部１１ａと第２のインナーリード部１２ａの裏面は露出せずパッケージの一部である樹脂成形体用樹脂組成物に覆われ一体的に成形されていてもよい。
パッケージ１０には、底面１４ａと側面１４ｂとを含む凹部１４が形成されている。
図１、２に示すように底面１４ａは、基台１０ａの上面、第１のインナーリード部１１ａ及び第２のインナーリード部１２ａのそれぞれ一部、及び、樹脂成形体１３の連結部１３ａ，１３ｂからなり、また、側面１４ｂは、樹脂成形体１３に形成された開口した連通穴の壁面からなる。
なお、凹部１４の開口部は、底面１４ａよりも広口になっており、樹脂成形体１３で形成される側面１４ｂには傾斜が設けられていることが好ましい。
図１、２に示すように底面１４ａは、基台１０ａの上面、第１のインナーリード部１１ａ及び第２のインナーリード部１２ａのそれぞれ一部、及び、樹脂成形体１３の連結部１３ａ，１３ｂからなり、また、側面１４ｂは、樹脂成形体１３に形成された開口した連通穴の壁面からなる。
なお、凹部１４の開口部は、底面１４ａよりも広口になっており、樹脂成形体１３で形成される側面１４ｂには傾斜が設けられていることが好ましい。
凹部１４は、開口方向に広口となるように傾斜を設けられている。これにより開口方向への光の取り出し効率を向上することができる。ただし、傾斜を設けず、円筒形状の凹部とすることもできる。また、傾斜面は平滑な方が好ましいが凹凸を設けることもできる。凹凸を設けることにより樹脂成形体１３と封止材３０との界面の密着性を向上することができる。凹部１４の傾斜角度は、底面から９５°以上１５０°以下が好ましいが、１００°以上１２０°以下が特に好ましい。
また、側面１４ｂの末端部分が、稜角部を有していないことが好ましい。このような構成とすることにより、硬化後の成形品の金型からの剥離（脱型）が容易になる。
また、側面１４ｂの末端部分が、稜角部を有していないことが好ましい。このような構成とすることにより、硬化後の成形品の金型からの剥離（脱型）が容易になる。
なお、パッケージ１０の主面側の形状は矩形であるが、楕円、円形、五角形、六角形等とすることもできる。凹部１４の主面側の形状は、円〜楕円であるが、矩形、五角形、六角形等とすることも可能である。必要に応じて、カソードマークを付けてもよい。
以下、パッケージ１０の各構成要素につき、詳細に説明する。
＜２．２．基台＞
基台１０ａは、発光素子２０をパッケージ１０に載置させるための台である。発光素子２０は通常、ダイボンド部材を介して基台１０ａに載置されている。
基台１０ａは樹脂成形体を成形する際に、リードと共に金型内に挿入して一体的に成形されていてもよく、また、樹脂成形体とリードとを一体成形する際に基台を挿入すべき箇所が空洞になるように成形して、成形後に別途基台１０ａを該空洞部に嵌入してもよい。
前者の基台の例としては基台１０ａがリードの一部として、該リードと同じ素材で形成で形成されたもの、リードに別素材の基台が支持されるもの、配線基板のスルーホール（貫通孔）に熱伝導性ペーストが埋設されて基台１０ａが形成されたもの等が挙げられる。また、後者の例としては精密鋳造により、個片成形された金属製基台などが挙げられる。
基台１０ａをリードに設けられた支持部に結合して固定した後、インサート成形にて一体成形すると、それぞれ個別に挿入してインサート成形した場合に比べて、リードと基台との位置関係を安定に維持することができる。また、基台を空洞部に後から挿入する場合よりも基台のパッケージからの脱着を防ぐことができる。
さらに基台支持部を用いつつ、リードと基台との離隔距離の増加を防止することができて、パッケージの大きさの増加を防止できる。
なお、基台１０ａが金属等の導電性部材であり、発光素子が上下導通型である場合は、電気伝導性のあるダイボンド部材を用いて発光素子下部と基台１０ａとを電気的に接続し、基台１０ａを第１のリードとワイヤボインディングすればよい。
基台１０ａは樹脂成形体１３の凹部１４から露出されていることが好ましいが、埋没されていてもよい。また、基台１０ａは発光素子２０を載置できればよく、好ましくは鉄、リン青銅、銅合金等の電気良導体を用いて構成されるが、高熱伝導性セラミックス等の絶縁体、さらには銀や高熱伝導性セラミックス等の粉末を樹脂基材に分散させた熱伝導性ペーストの硬化物などを用いることもできる。
また、発光素子２０からの光の反射率を向上させるため、基台１０ａの表面に銀、アルミニウム、銅や金等の金属メッキを施すこともできる。
また、基台１０ａの表面の反射率を向上させるため、平滑にすることが好ましい。また、放熱性を向上させるため基台１０ａの面積を大きくすることができる。これにより発光素子２０の温度上昇を効果的に抑えることができ、発光素子２０に比較的多くの電気を流すことができる。また、基台１０ａを肉厚にすることにより放熱性を向上することができる。
また、基台１０ａを肉厚にすることにより、基台１０ａのたわみが少なくなり、発光素子２０の実装をし易くすることができる。これとは逆に、基台１０ａを薄い平板状とすることにより半導体発光装置１を薄型にすることができる。基台１０ａの形状は特に問われず、平板状の円柱状、略直方体、略立方体などでもよく、発光素子を載置する面に凹部を成形していてもよい。また、樹脂成形体からの基台の脱離を防ぐために樹脂成形体と基台とが嵌合する面が凹凸形状やテーパを有していてもよい。
なお、樹脂成形体１３を構成する樹脂組成物の反射率が基台１０ａより高く、発光素子の下面がサファイア基板等の絶縁体で基台１０ａと直接接する必要が無い場合には、反射効率を優先するため基台１０ａを高い反射率を有する前記樹脂組成物で被覆してその上に発光素子２０が戴置されていてもよい。
基台１０ａは、発光素子２０をパッケージ１０に載置させるための台である。発光素子２０は通常、ダイボンド部材を介して基台１０ａに載置されている。
基台１０ａは樹脂成形体を成形する際に、リードと共に金型内に挿入して一体的に成形されていてもよく、また、樹脂成形体とリードとを一体成形する際に基台を挿入すべき箇所が空洞になるように成形して、成形後に別途基台１０ａを該空洞部に嵌入してもよい。
前者の基台の例としては基台１０ａがリードの一部として、該リードと同じ素材で形成で形成されたもの、リードに別素材の基台が支持されるもの、配線基板のスルーホール（貫通孔）に熱伝導性ペーストが埋設されて基台１０ａが形成されたもの等が挙げられる。また、後者の例としては精密鋳造により、個片成形された金属製基台などが挙げられる。
基台１０ａをリードに設けられた支持部に結合して固定した後、インサート成形にて一体成形すると、それぞれ個別に挿入してインサート成形した場合に比べて、リードと基台との位置関係を安定に維持することができる。また、基台を空洞部に後から挿入する場合よりも基台のパッケージからの脱着を防ぐことができる。
さらに基台支持部を用いつつ、リードと基台との離隔距離の増加を防止することができて、パッケージの大きさの増加を防止できる。
なお、基台１０ａが金属等の導電性部材であり、発光素子が上下導通型である場合は、電気伝導性のあるダイボンド部材を用いて発光素子下部と基台１０ａとを電気的に接続し、基台１０ａを第１のリードとワイヤボインディングすればよい。
基台１０ａは樹脂成形体１３の凹部１４から露出されていることが好ましいが、埋没されていてもよい。また、基台１０ａは発光素子２０を載置できればよく、好ましくは鉄、リン青銅、銅合金等の電気良導体を用いて構成されるが、高熱伝導性セラミックス等の絶縁体、さらには銀や高熱伝導性セラミックス等の粉末を樹脂基材に分散させた熱伝導性ペーストの硬化物などを用いることもできる。
また、発光素子２０からの光の反射率を向上させるため、基台１０ａの表面に銀、アルミニウム、銅や金等の金属メッキを施すこともできる。
また、基台１０ａの表面の反射率を向上させるため、平滑にすることが好ましい。また、放熱性を向上させるため基台１０ａの面積を大きくすることができる。これにより発光素子２０の温度上昇を効果的に抑えることができ、発光素子２０に比較的多くの電気を流すことができる。また、基台１０ａを肉厚にすることにより放熱性を向上することができる。
また、基台１０ａを肉厚にすることにより、基台１０ａのたわみが少なくなり、発光素子２０の実装をし易くすることができる。これとは逆に、基台１０ａを薄い平板状とすることにより半導体発光装置１を薄型にすることができる。基台１０ａの形状は特に問われず、平板状の円柱状、略直方体、略立方体などでもよく、発光素子を載置する面に凹部を成形していてもよい。また、樹脂成形体からの基台の脱離を防ぐために樹脂成形体と基台とが嵌合する面が凹凸形状やテーパを有していてもよい。
なお、樹脂成形体１３を構成する樹脂組成物の反射率が基台１０ａより高く、発光素子の下面がサファイア基板等の絶縁体で基台１０ａと直接接する必要が無い場合には、反射効率を優先するため基台１０ａを高い反射率を有する前記樹脂組成物で被覆してその上に発光素子２０が戴置されていてもよい。
＜２．３．リード＞
本発明の半導体発光装置は、通常、上述のように第１のリード及び第２のリードを有している。なお、第１のリード及び第２のリードは、熱伝導性、電気伝導性の観点からより面積が広い方が好ましい。
本発明の半導体発光装置は、通常、上述のように第１のリード及び第２のリードを有している。なお、第１のリード及び第２のリードは、熱伝導性、電気伝導性の観点からより面積が広い方が好ましい。
第１のリード１１の第１のインナーリード部１１ａは、凹部１４の底面１４ａの一部を形成しており、基台１０ａと（樹脂成形体の）連結部１３ａを介して所定の間隔離れている。第２のリード１２の第２のインナーリード部１２ａは、凹部１４の底面１４ａの一部を形成しており、基台１０ａと（樹脂成形体の）連結部１３ｂを介して所定の間隔離れている。
これらのインナーリード部１１ａ、１２ａの主面側及びアウターリード部１１ｂ，１２ｂはそれぞれ樹脂成形体から露出しており、この部位からの電気的接続が可能となっている。
パッケージ１０を他の配線基板上に表面実装する場合には、パッケージ１０の裏面に当たる部分に基台１０ａや、各リード１１，１２を露出させることにより側面のみならず裏面側からも電気接続することができる。
また、放熱効率をより高くするために基台１０ａ、インナーリード部１１ａ，１２ａの裏面に当たる部分をパッケージ１０から露出させることもできる。インナーリード部１１ａ，１２ａの裏面露出部はアウターリード部１１ｂ，１２ｂと同様に電気的接続が可能となる。
特に発光素子２０由来の熱の放出を高める点で、発光素子２０が載置される基台１０ａの底面がパッケージ１０から露出されていることが好ましい。
これらのインナーリード部１１ａ、１２ａの主面側及びアウターリード部１１ｂ，１２ｂはそれぞれ樹脂成形体から露出しており、この部位からの電気的接続が可能となっている。
パッケージ１０を他の配線基板上に表面実装する場合には、パッケージ１０の裏面に当たる部分に基台１０ａや、各リード１１，１２を露出させることにより側面のみならず裏面側からも電気接続することができる。
また、放熱効率をより高くするために基台１０ａ、インナーリード部１１ａ，１２ａの裏面に当たる部分をパッケージ１０から露出させることもできる。インナーリード部１１ａ，１２ａの裏面露出部はアウターリード部１１ｂ，１２ｂと同様に電気的接続が可能となる。
特に発光素子２０由来の熱の放出を高める点で、発光素子２０が載置される基台１０ａの底面がパッケージ１０から露出されていることが好ましい。
図１及び図２の実施形態において、第１のリード１１は、第１のインナーリード部１１ａと第１のアウターリード部１１ｂとを有する。第１のインナーリード部１１ａは、凹部１４の底面１４ａから露出しており、発光素子２０の第１の電極２１とワイヤ４０を介して電気的に接続されている。なお、第１のインナーリード部１１ａの露出部分は、発光素子２０の第１の電極２１と電気的に接続する面積を有していればよく、それ以外の部分をより反射率の高い樹脂にて被覆してもよい。
一方、上述のように第１のアウターリード部１１ｂは、樹脂成形体１３から露出している部分である。第１のアウターリード部１１ｂは、外部電極と電気的に接続されるとともに熱伝達する作用も有する。
一方、上述のように第１のアウターリード部１１ｂは、樹脂成形体１３から露出している部分である。第１のアウターリード部１１ｂは、外部電極と電気的に接続されるとともに熱伝達する作用も有する。
第２のリード１２は、第２のインナーリード部１２ａと第２のアウターリード部１２ｂとを有する。第２のインナーリード部１２ａは、凹部１４の底面１４ａから露出しており、発光素子２０の第２の電極２２とワイヤ４０を介して電気的に接続されている。なお、第１のインナーリード部１１ａと同様に第２のインナーリード部１２ａの露出部分は、発光素子２０の第２の電極２２と電気的に接続する面積を有していればよく、それ以外の部分をより反射率の高い樹脂にて被覆してもよい。
また、裏面側の第１のアウターリード部１１ｂと第２のアウターリード部１２ｂとは樹脂成形体１３から露出しており、必要に応じ折り曲げ等の加工を行ってよいが、実装時に他の配線基板に接する部分は実質的に同一平面上にある。これにより半導体発光装置の実装安定性を向上することができる。
また、他の配線基板上に半田リフロー実装する際に、基台１０ａと第１のリードの裏面間、基台１０ａと第２のリードの裏面間が半田により短絡することを防止するため、それぞれ電気絶縁性の絶縁体５０ａ，５０ｂを薄くコーティングすることもできる。絶縁体５０ａ，５０ｂは樹脂などである。
また、他の配線基板上に半田リフロー実装する際に、基台１０ａと第１のリードの裏面間、基台１０ａと第２のリードの裏面間が半田により短絡することを防止するため、それぞれ電気絶縁性の絶縁体５０ａ，５０ｂを薄くコーティングすることもできる。絶縁体５０ａ，５０ｂは樹脂などである。
第１のリード１１及び第２のリード１２は、鉄、リン青銅、銅合金等の電気良導体を用いて構成することができる。また、発光素子２０からの光の反射率を向上させるため、第１のリード１１及び第２のリード１２の表面に銀、アルミニウム、銅や金等の金属メッキを施すこともできる。また、第１のリード１１及び第２のリード１２の表面は、その反射率を向上させるため、平滑にすることが好ましい。また、放熱性を向上させるため第１のリード１１及び第２のリード１２の面積は大きくすることができる。これにより発光素子２０の温度上昇を効果的に抑えることができ、発光素子２０に比較的多くの電気を流すことができる。また、第１のリード１１及び第２のリード１２を肉厚にすることにより放熱性を向上することができる。
なお、第１のリードの裏面側の露出部分と第２のリードの裏面側の露出部分は、実質的に同一平面上にあることが好ましい。これにより、半導体発光装置の実装時の安定性を向上することができる。また、露出部分が同一平面上にあることから、平板上の外部電極に半田を用いて半導体発光装置を載置して実装すればよく、半導体発光装置の実装性を向上させることができる。さらに、金型による成形がより容易となる。
第１のリード１１及び第２のリード１２は、正負の電極となるので、それぞれ少なくとも１つずつあればよいが、複数設けることもできる。
＜２．４．（半導体発光装置用）樹脂成形体＞
樹脂成形体１３は、第１のリード１１と第２のリード１２と一体的に成形され、これと基台１０ａとでパッケージ１０を構成する。図２のＡ−Ａ線断面において、樹脂成形体１３は、上部開口面において底面１４ａと比較して同等径又は広口に開口した連通口を有する。
樹脂成形体１３は、液状射出成形（ＬＩＭ）法により成形することができる。樹脂成形体１３用の樹脂組成物としては、後述する熱硬化性シリコーン樹脂組成物が用いられる。
樹脂成形体１３は、第１のリード１１と第２のリード１２と一体的に成形され、これと基台１０ａとでパッケージ１０を構成する。図２のＡ−Ａ線断面において、樹脂成形体１３は、上部開口面において底面１４ａと比較して同等径又は広口に開口した連通口を有する。
樹脂成形体１３は、液状射出成形（ＬＩＭ）法により成形することができる。樹脂成形体１３用の樹脂組成物としては、後述する熱硬化性シリコーン樹脂組成物が用いられる。
また、本発明に用いる樹脂成形体は、熱伝導率が０．４Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上３．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であることが好ましく、０．６Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上２．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であることがより好ましい。熱伝導率は、例えばアイフェイズ・モバイル（アイフェイズ社製）を用いて測定することができる。
なお、この評価のため樹脂組成物から成形体を作製する場合の硬化条件は１８０℃×４分間とする。
なお、この評価のため樹脂組成物から成形体を作製する場合の硬化条件は１８０℃×４分間とする。
熱硬化性シリコーン樹脂組成物について以下に詳述する。
＜３．熱硬化性シリコーン樹脂組成物＞
＜３．１．熱硬化性シリコーン樹脂組成物の特性＞
＜３．１．１．熱硬化性シリコーン樹脂組成物の組成＞
樹脂成形体１３の材質である熱硬化性シリコーン樹脂組成物は、（Ａ）ポリオルガノシロキサン、（Ｂ）一次粒子のアスペクト比が１．２以上４．０以下、一次粒子径が０．１μｍ以上２．０μｍ以下の白色顔料、および（Ｃ）硬化触媒を含有してなる。
上記（Ａ）乃至（Ｃ）成分の、本発明に用いる半導体発光装置用樹脂成形体用の熱硬化性シリコーン樹脂組成物の好ましい組成は以下のとおりである。
本発明に用いる熱硬化性シリコーン樹脂組成物中における（Ａ）ポリオルガノシロキサンの含有量は、通常樹脂成形体用材料として用いることができる範囲であれば限定されないが、通常材料全体の１５重量％以上、５０重量％以下であり、好ましくは２０重量％以上、４０重量％以下であり、より好ましくは２５重量％以上、３５重量％以下である。
また、上記組成物中の（Ｂ）白色顔料の含有量は、通常樹脂成形体用材料として用いることができる範囲であれば限定されないが、例えば組成物全体の３０重量％以上、８５重量%以下であり、好ましくは４０重量％以上８０重量％以下であり、より好ましくは４５重量％以上、７０重量%以下である。
＜３．１．熱硬化性シリコーン樹脂組成物の特性＞
＜３．１．１．熱硬化性シリコーン樹脂組成物の組成＞
樹脂成形体１３の材質である熱硬化性シリコーン樹脂組成物は、（Ａ）ポリオルガノシロキサン、（Ｂ）一次粒子のアスペクト比が１．２以上４．０以下、一次粒子径が０．１μｍ以上２．０μｍ以下の白色顔料、および（Ｃ）硬化触媒を含有してなる。
上記（Ａ）乃至（Ｃ）成分の、本発明に用いる半導体発光装置用樹脂成形体用の熱硬化性シリコーン樹脂組成物の好ましい組成は以下のとおりである。
本発明に用いる熱硬化性シリコーン樹脂組成物中における（Ａ）ポリオルガノシロキサンの含有量は、通常樹脂成形体用材料として用いることができる範囲であれば限定されないが、通常材料全体の１５重量％以上、５０重量％以下であり、好ましくは２０重量％以上、４０重量％以下であり、より好ましくは２５重量％以上、３５重量％以下である。
また、上記組成物中の（Ｂ）白色顔料の含有量は、通常樹脂成形体用材料として用いることができる範囲であれば限定されないが、例えば組成物全体の３０重量％以上、８５重量%以下であり、好ましくは４０重量％以上８０重量％以下であり、より好ましくは４５重量％以上、７０重量%以下である。
＜３．１．２．熱硬化性シリコーン樹脂組成物の粘度＞
本発明に用いる熱硬化性シリコーン樹脂組成物は、２５℃における剪断速度１００ｓ-1での粘度が１０Ｐａ・ｓ以上１０，０００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。上記粘度は、半導体装置用樹脂成形体を成形する際の成形効率の観点から、１５０Ｐａ・ｓ以上１，０００Ｐａ・ｓ以下であることがより好ましい。
本発明に用いる熱硬化性シリコーン樹脂組成物は、２５℃における剪断速度１００ｓ-1での粘度が１０Ｐａ・ｓ以上１０，０００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。上記粘度は、半導体装置用樹脂成形体を成形する際の成形効率の観点から、１５０Ｐａ・ｓ以上１，０００Ｐａ・ｓ以下であることがより好ましい。
加えて、チキソトロピー性の観点から、本発明に用いる熱硬化性シリコーン樹脂組成物は２５℃での剪断速度１００ｓ-1での粘度に対する２５℃での剪断速度１ｓ-1での粘度の比（１ｓ-1／１００ｓ-1）が１５以上であることが好ましく、３０以上であることが特に好ましい。一方、上限は、３００以下であることがより好ましい。
成形性のよい材料とするためには、材料に一定以上のチキソトロピー性を持たせることが必要であるが、上記のような条件を満たすことにより、バリやショートモールド（未充填）の発生が少なく、成形時の材料の計量時間や成形サイクルを短縮でき、成形も安定しやすく、成形効率の高い材料となる。
特に液状樹脂材料を用いたＬＩＭ成形では、金型の微小隙間から材料が染み出すことに起因するバリが発生しやすく、通常、バリを除去する後処理工程が必要であり、一方、バリの発生を抑えるために金型の隙間を小さくするとショートモールド（未充填）が発生しやすくなる等の問題があるが、前記液状熱硬化性シリコーン樹脂組成物の粘度が上記範囲にある場合、このような問題を解決することができ、樹脂成形体のＬＩＭ成形を容易に、効率よく行うことができる。
剪断速度１００ｓ-1での粘度が１０，０００Ｐａ・ｓより大きいと、樹脂の流れが悪いため金型への充填が不十分となったり、射出成形を行う際に前記液状樹脂組成物供給に時間がかかるため成形サイクルが長くなったりするなどして、成形効率が低下する傾向にある。
また、上記粘度が１０Ｐａ・ｓより小さいと、金型の隙間から前記液状樹脂組成物が漏れてバリが発生したり、金型の隙間に射出圧力が逃げやすくなるため成形が安定しにくくなったりして、やはり成形効率が低下する傾向にある。特に成形体が小さい場合にはバリを除去するための後処理も困難になるため、バリの発生を抑えることは成形性には重要である。
剪断速度１００ｓ-1での粘度が１０，０００Ｐａ・ｓより大きいと、樹脂の流れが悪いため金型への充填が不十分となったり、射出成形を行う際に前記液状樹脂組成物供給に時間がかかるため成形サイクルが長くなったりするなどして、成形効率が低下する傾向にある。
また、上記粘度が１０Ｐａ・ｓより小さいと、金型の隙間から前記液状樹脂組成物が漏れてバリが発生したり、金型の隙間に射出圧力が逃げやすくなるため成形が安定しにくくなったりして、やはり成形効率が低下する傾向にある。特に成形体が小さい場合にはバリを除去するための後処理も困難になるため、バリの発生を抑えることは成形性には重要である。
また、２５℃における剪断速度１００ｓ-1での粘度に対する２５℃における剪断速度１ｓ-1での粘度の比が１５未満の場合、つまり剪断速度１ｓ-1での粘度が比較的小さい場合は、成形機や金型の隙間にも材料が入り込みやすくなり、バリが発生しやすくなったり、ノズル部で液ダレしやすくなったり、射出圧力が材料に伝わりにくく成形が安定しにくくなったりするなど、成形のコントロールが難しくなることがある。ＬＩＭ成形ではスプルー部のパーティングラインの樹脂漏れが問題になりやすいが、上記の粘度範囲に調整することは樹脂漏れ抑制にも効果がある。
これらの２５℃における剪断速度１００ｓ-1での粘度と剪断速度１ｓ-1での粘度は、例えばＡＲＥＳ−Ｇ２−歪制御型レオメータ（ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製）を用いて測定することができる。
これらの２５℃における剪断速度１００ｓ-1での粘度と剪断速度１ｓ-1での粘度は、例えばＡＲＥＳ−Ｇ２−歪制御型レオメータ（ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製）を用いて測定することができる。
＜３．２．熱硬化性シリコーン樹脂組成物の構成成分＞
＜（Ａ）ポリオルガノシロキサン＞
本発明におけるポリオルガノシロキサンとは、ケイ素原子が酸素を介して他のケイ素原子と結合した部分を持つ構造に有機基が付加している高分子物質を指す。ここでポリオルガノシロキサンは、常温常圧下において液体であることが好ましい。これは、半導体発光装置用樹脂成形体を成形する際に、材料の扱いが容易となるからである。また、常温常圧下において固体のポリオルガノシロキサンは、一般的に硬化物としての硬度は比較的高いが、破壊に要するエネルギーが小さく靭性が低いものや、耐光性、耐熱性が不十分で光や熱により変色しやすいものが多い傾向にあるからである。
＜（Ａ）ポリオルガノシロキサン＞
本発明におけるポリオルガノシロキサンとは、ケイ素原子が酸素を介して他のケイ素原子と結合した部分を持つ構造に有機基が付加している高分子物質を指す。ここでポリオルガノシロキサンは、常温常圧下において液体であることが好ましい。これは、半導体発光装置用樹脂成形体を成形する際に、材料の扱いが容易となるからである。また、常温常圧下において固体のポリオルガノシロキサンは、一般的に硬化物としての硬度は比較的高いが、破壊に要するエネルギーが小さく靭性が低いものや、耐光性、耐熱性が不十分で光や熱により変色しやすいものが多い傾向にあるからである。
上記ポリオルガノシロキサンは、通常、シロキサン結合を主鎖とする有機重合体をいい、例えば以下に示す一般組成式（１）で表される化合物や、その混合物が挙げられる。
（Ｒ1Ｒ2Ｒ3ＳｉＯ1/2）M（Ｒ4Ｒ5ＳｉＯ2/2）D（Ｒ6ＳｉＯ3/2）T（ＳｉＯ4/2）Q ・・・（１）
ここで、上記式（１）において、Ｒ1からＲ6は独立して、有機官能基、水酸基、水素原子から選択される。またＭ、Ｄ、ＴおよびＱは０以上１未満であり、Ｍ＋Ｄ＋Ｔ＋Ｑ＝１を満足する数である。
主なポリオルガノシロキサンを構成する単位は、１官能型[Ｒ3ＳｉＯ0.5](トリオルガノシルヘミオキサン)、２官能型[Ｒ2ＳｉＯ](ジオルガノシロキサン)、３官能型[ＲＳｉＯ1.5](オルガノシルセスキオキサン)、４官能型[ＳｉＯ2](シリケート)であり、これら４種の単位の構成比率を変えることにより、ポリオルガノシロキサンの性状の違いが出てくるので、所望の特性が得られるように適宜選択し、ポリオルガノシロキサンの合成を行う。
上記構成単位が１〜３官能型のポリオルガノシロキサンは、オルガノクロロシラン(一般式ＲnＳｉＣｌ4-n(ｎ＝１〜３))と呼ばれる一連の有機ケイ素化合物をもとにして合成することができる。例えば、メチルクロロシランは塩化メチルとケイ素ＳｉとをＣｕ触媒下高温で直接反応させて合成することができ、また、ビニル基などの有機基を持つシラン類は、一般の有機合成化学の手法によって合成することができる。
単離されたオルガノクロロシランを、単独で、あるいは任意の割合で混合し、水により加水分解を行うとシラノールが生成し、このシラノールが脱水縮合するとシリコーンの基本骨格であるポリオルガノシロキサンが合成される。
（Ｒ1Ｒ2Ｒ3ＳｉＯ1/2）M（Ｒ4Ｒ5ＳｉＯ2/2）D（Ｒ6ＳｉＯ3/2）T（ＳｉＯ4/2）Q ・・・（１）
ここで、上記式（１）において、Ｒ1からＲ6は独立して、有機官能基、水酸基、水素原子から選択される。またＭ、Ｄ、ＴおよびＱは０以上１未満であり、Ｍ＋Ｄ＋Ｔ＋Ｑ＝１を満足する数である。
主なポリオルガノシロキサンを構成する単位は、１官能型[Ｒ3ＳｉＯ0.5](トリオルガノシルヘミオキサン)、２官能型[Ｒ2ＳｉＯ](ジオルガノシロキサン)、３官能型[ＲＳｉＯ1.5](オルガノシルセスキオキサン)、４官能型[ＳｉＯ2](シリケート)であり、これら４種の単位の構成比率を変えることにより、ポリオルガノシロキサンの性状の違いが出てくるので、所望の特性が得られるように適宜選択し、ポリオルガノシロキサンの合成を行う。
上記構成単位が１〜３官能型のポリオルガノシロキサンは、オルガノクロロシラン(一般式ＲnＳｉＣｌ4-n(ｎ＝１〜３))と呼ばれる一連の有機ケイ素化合物をもとにして合成することができる。例えば、メチルクロロシランは塩化メチルとケイ素ＳｉとをＣｕ触媒下高温で直接反応させて合成することができ、また、ビニル基などの有機基を持つシラン類は、一般の有機合成化学の手法によって合成することができる。
単離されたオルガノクロロシランを、単独で、あるいは任意の割合で混合し、水により加水分解を行うとシラノールが生成し、このシラノールが脱水縮合するとシリコーンの基本骨格であるポリオルガノシロキサンが合成される。
ポリオルガノシロキサンは、硬化触媒の存在下で、熱エネルギーや光エネルギー等を与えることにより硬化させる事ができる。ここで硬化とは、流動性を示す状態から、流動性を示さない状態に変化することをいい、例えば、対象物を水平より４５度傾けた状態で３０分間静置しても流動性がある状態を未硬化状態といい、全く流動性がない状態を硬化状態として判断することができる。また、フィラー充填量が多い等の理由で、対象物が流動性を示さない場合には、該対象物が塑性変形せず、硬度をデュロメータタイプＡにて測定でき、硬度測定値が少なくとも５以上であるか否かで未硬化状態、硬化状態を判断することもできる。
ポリオルガノシロキサンは、硬化のメカニズムにより分類すると、通常、付加重合硬化タイプ、縮重合硬化タイプ、紫外線硬化タイプ、パーオキサイド架硫タイプなどのポリオルガノシロキサンを挙げることができる。これらの中では、付加重合硬化タイプ（付加型ポリオルガノシロキサン）、および縮合硬化タイプ（縮合型ポリオルガノシロキサン）が好適である。中でも、副生物が無く、また、反応が非可逆性のヒドロシリル化（付加重合）によって硬化するポリオルガノシロキサンのタイプがより好適である。これは、成形加工時に副生成物が発生すると、成形容器内の圧を上昇させたり、硬化材料中に泡として残存したりする傾向にあるからである。
ポリオルガノシロキサンは、硬化のメカニズムにより分類すると、通常、付加重合硬化タイプ、縮重合硬化タイプ、紫外線硬化タイプ、パーオキサイド架硫タイプなどのポリオルガノシロキサンを挙げることができる。これらの中では、付加重合硬化タイプ（付加型ポリオルガノシロキサン）、および縮合硬化タイプ（縮合型ポリオルガノシロキサン）が好適である。中でも、副生物が無く、また、反応が非可逆性のヒドロシリル化（付加重合）によって硬化するポリオルガノシロキサンのタイプがより好適である。これは、成形加工時に副生成物が発生すると、成形容器内の圧を上昇させたり、硬化材料中に泡として残存したりする傾向にあるからである。
付加型ポリオルガノシロキサンは、ポリオルガノシロキサン鎖が、有機付加結合により架橋されたものをいう。代表的なものとしては、例えばビニルシラン等のアルケニル基を有するケイ素含有化合物と、例えばヒドロシラン等のヒドロシリル基を含有するケイ素化合物とを総アルケニル基量に対する総ヒドロシリル基量のモル比が０．５倍以上、２．０倍以下となる量比で混合し、Ｐｔ触媒などの付加縮合触媒の存在下反応させて得られるＳｉ−Ｃ−Ｃ−Ｓｉ結合を架橋点に有する化合物等を挙げることができる。
縮合型ポリオルガノシロキサンとしては、例えば、アルキルアルコキシシランの加水分解・重縮合で得られるＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を架橋点に有する化合物を挙げることができる。
＜（Ｂ）白色顔料＞
本発明において用いる（Ｂ）白色顔料は、一次粒子のアスペクト比が１．２以上４．０以下、一次粒子径が０．１μｍ以上２．０μｍ以下である、樹脂の硬化を阻害しない公知の白色顔料を適宜選択する事ができる。白色顔料としては無機および／または有機の材料を用いる事ができる。ここで白色とは、無色であり透明ではない事をいう。すなわち可視光領域に特異な吸収波長を持たない物質により入射光を乱反射させる事ができる色をいう。
本発明において用いる（Ｂ）白色顔料は、一次粒子のアスペクト比が１．２以上４．０以下、一次粒子径が０．１μｍ以上２．０μｍ以下である、樹脂の硬化を阻害しない公知の白色顔料を適宜選択する事ができる。白色顔料としては無機および／または有機の材料を用いる事ができる。ここで白色とは、無色であり透明ではない事をいう。すなわち可視光領域に特異な吸収波長を持たない物質により入射光を乱反射させる事ができる色をいう。
白色顔料として用いることができる無機粒子としては、アルミナ（以下、「酸化アルミニウム」と称する場合がある。）、酸化ケイ素、酸化チタン（チタニア）、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム等の金属酸化物；炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム等の金属塩；窒化ホウ素、アルミナホワイト、コロイダルシリカ、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸ジルコニウム、ホウ酸アルミニウム、クレー、タルク、カオリン、雲母、合成雲母などが挙げられる。
また、白色顔料として用いることができる有機微粒子としては、フッ素樹脂粒子、グアナミン樹脂粒子、メラミン樹脂粒子、アクリル樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子等の樹脂粒子などを挙げることができるが、いずれもこれらに限定されるものではない。
中でも白色度が高く少量でも光反射効果が高く変質しにくい点からは、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウムなどが特に好ましい。また、材料硬化時の熱伝導率向上の点からは、アルミナ、窒化ホウ素などが特に好ましい。また、近紫外線の光反射効果が高く、近紫外線による変質が小さい観点からも、アルミナが特に好ましい。
これらは、単独もしくは２種以上混合して用いる事ができる。
酸化チタンは、光触媒性、分散性、白色性等の問題が出ない程度に含有する事ができる。
また、白色顔料として用いることができる有機微粒子としては、フッ素樹脂粒子、グアナミン樹脂粒子、メラミン樹脂粒子、アクリル樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子等の樹脂粒子などを挙げることができるが、いずれもこれらに限定されるものではない。
中でも白色度が高く少量でも光反射効果が高く変質しにくい点からは、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウムなどが特に好ましい。また、材料硬化時の熱伝導率向上の点からは、アルミナ、窒化ホウ素などが特に好ましい。また、近紫外線の光反射効果が高く、近紫外線による変質が小さい観点からも、アルミナが特に好ましい。
これらは、単独もしくは２種以上混合して用いる事ができる。
酸化チタンは、光触媒性、分散性、白色性等の問題が出ない程度に含有する事ができる。
（Ａ）ポリオルガノシロキサンの屈折率と（Ｂ）白色顔料の屈折率差が大きいほど、少量の白色顔料を添加しただけでも白色度がより高く、反射・散乱効率のよい半導体発光装置用樹脂成形体を得ることができる。（Ａ）ポリオルガノシロキサンは屈折率が１．４１程度のものが好ましく、屈折率が１．７６のアルミナ粒子を（Ｂ）白色顔料として好適に用いることができる。
また、アルミナは、紫外線の吸収能が低いことから、特に、紫外〜近紫外発光の発光素子と共に用いる場合に好適に用いることができる。本発明において用いるアルミナとしてはその結晶形態は問わないが、化学的に安定、融点が高い、機械的強度が大きい、硬度が高い、電気絶縁抵抗が大きい等の特性を持つα−アルミナが好適に使用できる。
また、本発明において（Ｂ）白色顔料としてアルミナを用いる場合、アルミナ結晶の結晶子サイズが５００Å以上２，０００Å以下であることが好ましく、７００Å以上１，５００Å以下であることがより好ましく、９００Å以上１，３００Å以下であることが特に好ましい。結晶子とは、単結晶とみなせる最大の集まりをいう。
アルミナ結晶の結晶子サイズが上記範囲であると、成形時の配管、スクリュー、金型などの磨耗が少なく、磨耗による不純物が混入しにくい点で、好ましい。
上記結晶子サイズは、Ｘ線回折測定により確認することができる。
アルミナ結晶の結晶子サイズが上記範囲であると、成形時の配管、スクリュー、金型などの磨耗が少なく、磨耗による不純物が混入しにくい点で、好ましい。
上記結晶子サイズは、Ｘ線回折測定により確認することができる。
本発明の樹脂成形体用材料の硬化時の熱伝導率は、成形効率の点からも高い方が好ましいが、熱伝導率を高くするためには、純度が９８％以上のアルミナを用いることが好ましく、純度９９％以上のアルミナを用いることがより好ましく、特に低ソーダアルミナを用いることが好ましい。また、熱伝導率を高くするためには、窒化ホウ素を用いることも好ましく、純度が９９％以上の窒化ホウ素を用いることが特に好ましい。
また、特に、発光ピーク波長が４２０ｎｍ以上の発光素子を使用する半導体発光装置では、白色顔料として酸化チタンも好適に使用することができる。酸化チタン（チタニア）は紫外線吸収能を持つが、屈折率が大きく光散乱性が強いため、４２０ｎｍ以上の波長の光の反射率が高く、少ない添加量でも高反射を発現しやすい。本発明の白色顔料としてチタニアを用いる場合は、紫外線吸収能や光触媒能が大きく高温で不安定なアナターゼ型よりも、高温で安定であり、屈折率が高く、比較的耐光性が高いルチル型が好ましく、光触媒活性を抑える目的で表面にシリカやアルミナの薄膜コートが施されたルチル型が特に好ましい。
酸化チタンは屈折率が高く、ポリオルガノシロキサンとの屈折率差が大きいため少ない添加量でも高反射となりやすいことから、アルミナと酸化チタンを５０：５０〜９５：５（重量比）のような割合で併用してもよい。
酸化チタンは屈折率が高く、ポリオルガノシロキサンとの屈折率差が大きいため少ない添加量でも高反射となりやすいことから、アルミナと酸化チタンを５０：５０〜９５：５（重量比）のような割合で併用してもよい。
本発明に用いる（Ｂ）白色顔料の一次粒子のアスペクト比は１．２以上４．０以下であることを特徴としている。
アスペクト比は、粒子等の形状を定量的に表現する簡便な方法として一般に用いられており、本発明ではＳＥＭなどの電子顕微鏡観察により計測した粒子の長軸長さ（最大長径）を短軸長さ（長径に垂直方向で最も長い部分の長さ）で除して求めるものとする。軸長さにばらつきがある場合は、複数点（例えば１０点）をＳＥＭで計測し、その平均値から算出することができる。あるいは、３０点、１００点を計測しても同様の算出結果を得ることができる。
好ましいアスペクト比は、１．２５以上であり、より好ましくは１．３以上、特に好ましくは１．４以上である。一方、上限は、３．０以下が好ましく、２．５以下がより好ましく、２．２以下が更に好ましく、２．０以下が特に好ましく、１．８以下であることが最も好ましい。
アスペクト比が上記範囲であると、散乱により高反射率を発現しやすく、特に近紫外領域の短波長の光の反射が大きい。これにより、この樹脂成形体を用いた半導体発光装置において、ＬＥＤ出力を向上させることができる。
また、アスペクト比が上記範囲の白色顔料を使用することは、金型の磨耗が少ないなど、成形上も好ましい。アスペクト比が上記範囲を超えて大きい場合、顔料粒子との接触により金型の磨耗が激しくなることがあり、逆に、アスペクト比が小さい白色顔料を使用する場合も材料中の顔料の充填密度を高くできるため金型と顔料との接触頻度が上がり、金型が磨耗しやすくなる。さらに、アスペクト比が上記範囲の白色顔料を使用すると、材料粘度の調整が容易で、成形に適した粘度に調整できるので、成形サイクルの短縮や、バリの防止が可能となる等、成形性に優れた材料となる。
アスペクト比は、粒子等の形状を定量的に表現する簡便な方法として一般に用いられており、本発明ではＳＥＭなどの電子顕微鏡観察により計測した粒子の長軸長さ（最大長径）を短軸長さ（長径に垂直方向で最も長い部分の長さ）で除して求めるものとする。軸長さにばらつきがある場合は、複数点（例えば１０点）をＳＥＭで計測し、その平均値から算出することができる。あるいは、３０点、１００点を計測しても同様の算出結果を得ることができる。
好ましいアスペクト比は、１．２５以上であり、より好ましくは１．３以上、特に好ましくは１．４以上である。一方、上限は、３．０以下が好ましく、２．５以下がより好ましく、２．２以下が更に好ましく、２．０以下が特に好ましく、１．８以下であることが最も好ましい。
アスペクト比が上記範囲であると、散乱により高反射率を発現しやすく、特に近紫外領域の短波長の光の反射が大きい。これにより、この樹脂成形体を用いた半導体発光装置において、ＬＥＤ出力を向上させることができる。
また、アスペクト比が上記範囲の白色顔料を使用することは、金型の磨耗が少ないなど、成形上も好ましい。アスペクト比が上記範囲を超えて大きい場合、顔料粒子との接触により金型の磨耗が激しくなることがあり、逆に、アスペクト比が小さい白色顔料を使用する場合も材料中の顔料の充填密度を高くできるため金型と顔料との接触頻度が上がり、金型が磨耗しやすくなる。さらに、アスペクト比が上記範囲の白色顔料を使用すると、材料粘度の調整が容易で、成形に適した粘度に調整できるので、成形サイクルの短縮や、バリの防止が可能となる等、成形性に優れた材料となる。
アスペクト比が上記範囲であることで、白色顔料が金型の隙間に充填され、バリが発生しにくいが、アスペクト比が１．２未満のように球状に近くなると金型の隙間を通り抜けてバリが発生しやすくなる。
本発明では、アスペクト比が上記範囲に含まれる粒子が（Ｂ）白色顔料全体の６０体積％以上、より好ましくは７０体積％以上、特に好ましくは８０体積％以上を占めることが好ましく、必ずしも全ての（Ｂ）白色顔料が上記アスペクト比の範囲を満たさなければいけないわけではないことは当業者が当然に理解できる事項である。
本発明では、アスペクト比が上記範囲に含まれる粒子が（Ｂ）白色顔料全体の６０体積％以上、より好ましくは７０体積％以上、特に好ましくは８０体積％以上を占めることが好ましく、必ずしも全ての（Ｂ）白色顔料が上記アスペクト比の範囲を満たさなければいけないわけではないことは当業者が当然に理解できる事項である。
アスペクト比を上記範囲とするためには、白色顔料の表面処理をしたり、研磨したりする等の一般的な方法を採ればよい。また、白色顔料を破砕（粉砕）して微細化することや、篩粉等により分級することによっても調整できる。
本発明に用いる（Ｂ）白色顔料は、形状が破砕形状であることが好ましく、破砕後の処理により結晶の角が少ない丸みを帯びた形状となったもの、焼成などによって生成した球状でない顔料の形状も含まれる。
また、本発明においては、（Ｂ）白色顔料の一次粒子径が、０．１μｍ以上２μｍ以下であるものを使用する。下限値については好ましくは０．１５μｍ以上、より好ましくは０．２μｍ以上、特に好ましくは０．２５μｍ以上であり、上限値については好ましくは１μｍ以下、更に好ましくは０．８μｍ以下、特に好ましくは０．５μｍ以下である。
一次粒子径が上記範囲である場合には、後方散乱傾向と散乱光強度を兼ね備えることで材料が高反射率を発現しやすく、特に近紫外領域等の短波長の光に対する反射が大きくなり、好ましい。
白色顔料は、一次粒子径が小さすぎると散乱光強度が小さいため反射率は低くなる傾向にあり、一次粒子径が大きすぎると散乱光強度は大きくなるが、前方散乱傾向になるため反射率は小さくなる傾向にある。
また、一次粒子径が上記範囲である場合には、成形に適した粘度への調整が容易である上、金型の磨耗が少ないなど、成形性の観点からも好ましい。一次粒子径が上記範囲よりも大きい場合、顔料粒子との接触による金型への衝撃が大きく金型の磨耗が激しくなる傾向があり、一次粒子径が上記範囲よりも小さい白色顔料を使用する場合には、材料が高粘度になりやすく、白色顔料の充填量を上げられないため、高反射等の材料特性と成形性との両立が難しくなる傾向にある。
特に、液状射出成形に好適に使用できる材料とするためには材料にある程度以上のチキソトロピー性を持たせることが必要である。一次粒子径が０．１μｍ以上２．０μｍ以下の白色顔料を組成物中に添加するとチキソトロピー性付与効果が大きく、バリやショートが少なく成形しやすい組成物とするために、粘度とチキソトロピー性を容易に調整することができる。
なお、樹脂組成物中の白色顔料の充填率を上げる等の目的で、一次粒子径が２μｍよりも大きい白色顔料を併用することもできる。
一次粒子径が上記範囲である場合には、後方散乱傾向と散乱光強度を兼ね備えることで材料が高反射率を発現しやすく、特に近紫外領域等の短波長の光に対する反射が大きくなり、好ましい。
白色顔料は、一次粒子径が小さすぎると散乱光強度が小さいため反射率は低くなる傾向にあり、一次粒子径が大きすぎると散乱光強度は大きくなるが、前方散乱傾向になるため反射率は小さくなる傾向にある。
また、一次粒子径が上記範囲である場合には、成形に適した粘度への調整が容易である上、金型の磨耗が少ないなど、成形性の観点からも好ましい。一次粒子径が上記範囲よりも大きい場合、顔料粒子との接触による金型への衝撃が大きく金型の磨耗が激しくなる傾向があり、一次粒子径が上記範囲よりも小さい白色顔料を使用する場合には、材料が高粘度になりやすく、白色顔料の充填量を上げられないため、高反射等の材料特性と成形性との両立が難しくなる傾向にある。
特に、液状射出成形に好適に使用できる材料とするためには材料にある程度以上のチキソトロピー性を持たせることが必要である。一次粒子径が０．１μｍ以上２．０μｍ以下の白色顔料を組成物中に添加するとチキソトロピー性付与効果が大きく、バリやショートが少なく成形しやすい組成物とするために、粘度とチキソトロピー性を容易に調整することができる。
なお、樹脂組成物中の白色顔料の充填率を上げる等の目的で、一次粒子径が２μｍよりも大きい白色顔料を併用することもできる。
本発明にいう一次粒子とは粉体を構成している粒子のうち、他と明確に区別できる最小単位をいい、一次粒子径はＳＥＭなどの電子顕微鏡観察により計測することができる。一方、一次粒子が凝集してできる凝集粒子を二次粒子といい、二次粒子の中心粒径は粉体を適当な分散媒（例えばアルミナの場合は水）に分散させて粒度分析計等で測定することができる。一次粒子径にばらつきがある場合は、数点（例えば１０点）をＳＥＭ観察し、その平均値を粒子径とすればよい。また、測定の際、個々の粒子が球状でない場合はもっとも長い、すなわち長軸の長さを粒子径とする。
一方、上記白色顔料は、二次粒子の中心粒径（以下、「二次粒径」と称する場合がある。）が、０．２μｍ以上であるものが好ましく、０．３μｍ以上であるものがより好ましい。上限は１０μｍ以下であるものが好ましく、５μｍ以下であるものがより好ましく、２μｍ以下であるものが更に好ましい。
二次粒径が上記範囲であると、液状射出成形の成形性が良好となり、好ましい。また、成形に適した粘度への調整が容易で、金型の磨耗が少ない。加えて、白色顔料が金型の隙間を通過しにくいためバリが発生しにくく、かつ、金型のゲートに詰まりにくいため成形時のトラブルが起こりにくい。二次粒径が上記範囲よりも大きい場合には、白色顔料の沈降により材料が不均一となる傾向にあり、金型の磨耗やゲートの詰まりにより成形性が損なわれたり、成形品の反射の均一性が損なわれたりすることがある。
なお、樹脂組成物中の白色顔料の充填率を上げる等の目的で、二次粒径が１０μｍよりも大きい白色顔料を併用することもできる。なお、中心粒径とは体積基準粒度分布曲線の体積積算値が５０％になる粒子径をいい、一般的に５０％粒子径（Ｄ50）、メディアン径と呼ばれるものを指す。
二次粒径が上記範囲であると、液状射出成形の成形性が良好となり、好ましい。また、成形に適した粘度への調整が容易で、金型の磨耗が少ない。加えて、白色顔料が金型の隙間を通過しにくいためバリが発生しにくく、かつ、金型のゲートに詰まりにくいため成形時のトラブルが起こりにくい。二次粒径が上記範囲よりも大きい場合には、白色顔料の沈降により材料が不均一となる傾向にあり、金型の磨耗やゲートの詰まりにより成形性が損なわれたり、成形品の反射の均一性が損なわれたりすることがある。
なお、樹脂組成物中の白色顔料の充填率を上げる等の目的で、二次粒径が１０μｍよりも大きい白色顔料を併用することもできる。なお、中心粒径とは体積基準粒度分布曲線の体積積算値が５０％になる粒子径をいい、一般的に５０％粒子径（Ｄ50）、メディアン径と呼ばれるものを指す。
本発明において半導体発光装置用樹脂成形体材料中の（Ｂ）白色顔料の含有量は、使用する顔料の粒径や種類、ポリオルガノシロキサンと顔料の屈折率差により適宜選択され特に限定されない。例えば、組成物中の含有割合として通常３０重量％以上、好ましくは４５重量％以上であり、通常８５重量％以下、好ましくは７０重量％以下である。
上記範囲内であると反射率、成形性等が良好である。上記下限未満である場合には光線が透過してしまい半導体発光装置の反射効率が低下する傾向にあり、上限よりも大きい場合には材料の流動性が悪化することにより成形性が低下する傾向にある。
また、後述する樹脂成形体用材料の熱伝導率を０．４以上３．０以下の範囲に制御するためには、（Ｂ）白色顔料としてアルミナを樹脂成形体用材料全体量に対して４０重量部以上９０重量部以下添加することが好ましい。あるいは、（Ｂ）白色顔料として窒化ホウ素を樹脂成形体用材料全体量に対して３０重量部以上９０重量部以下添加することが好ましい。なお、アルミナと窒化ホウ素を併用してもよい。
上記範囲内であると反射率、成形性等が良好である。上記下限未満である場合には光線が透過してしまい半導体発光装置の反射効率が低下する傾向にあり、上限よりも大きい場合には材料の流動性が悪化することにより成形性が低下する傾向にある。
また、後述する樹脂成形体用材料の熱伝導率を０．４以上３．０以下の範囲に制御するためには、（Ｂ）白色顔料としてアルミナを樹脂成形体用材料全体量に対して４０重量部以上９０重量部以下添加することが好ましい。あるいは、（Ｂ）白色顔料として窒化ホウ素を樹脂成形体用材料全体量に対して３０重量部以上９０重量部以下添加することが好ましい。なお、アルミナと窒化ホウ素を併用してもよい。
＜３．２．３．（Ｃ）硬化触媒＞
本発明における（Ｃ）硬化触媒とは、（Ａ）のポリオルガノシロキサンを硬化させる触媒である。この触媒はポリオルガノシロキサンの硬化機構により付加重合用触媒、縮合重合用触媒がある。
本発明における（Ｃ）硬化触媒とは、（Ａ）のポリオルガノシロキサンを硬化させる触媒である。この触媒はポリオルガノシロキサンの硬化機構により付加重合用触媒、縮合重合用触媒がある。
付加重合用触媒は、前記（Ａ）成分中のアルケニル基とヒドロシリル基との付加反応を促進するための触媒であり、この付加重合触媒の例としては、白金黒、塩化第２白金、塩化白金酸、塩化白金酸と一価アルコールとの反応物、塩化白金酸とオレフィン類との錯体、白金ビスアセトアセテート等の白金系触媒、パラジウム系触媒、ロジウム系触媒などの白金族金属触媒が挙げられる。なお、この付加重合触媒の配合量は通常、白金族金属として（Ａ）成分の重量に対して通常１ｐｐｍ以上、好ましくは２ｐｐｍ以上であり、通常１００ｐｐｍ以下、好ましくは５０ｐｐｍ以下、さらに好ましくは２０ｐｐｍ以下である。
縮合重合用触媒としては、塩酸、硝酸、硫酸、有機酸などの酸、アンモニア、アミン類などのアルカリ、ホウ素のアルコキシド等の有機ホウ素化合物、金属キレート化合物などを用いることができ、好適なものとしてＴｉ、Ｔａ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｈｆ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｐｔのいずれか１以上を含む金属キレート化合物を用いることができる。なかでも、金属キレート化合物は、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｇａのいずれか１以上を含むものが好ましく、Ｚｒを含むものがさらに好ましく用いられる。
縮合重合用触媒の配合量は、上記（Ａ）成分の合計重量に対して通常０．０１重量％以上、好ましくは０．０５重量％以上、一方上限は通常１０重量％以下、好ましくは６重量％以下である。
触媒の添加量が上記範囲であると半導体発光装置用樹脂成形体材料の硬化性、保存安定性が良好であり、加えて成形した樹脂成形体の品質が良好である。添加量が上限値を超えると樹脂成形体材料の保存安定性に問題が生じる場合があり、下限値未満では硬化時間が長くなり樹脂成形体の生産性が低下し、未硬化成分により樹脂成形体の品質が低下する傾向にある。
これらの触媒は半導体発光装置用樹脂組成物の安定性、被膜の硬度、無黄変性、硬化性などを考慮して選択される。
触媒の添加量が上記範囲であると半導体発光装置用樹脂成形体材料の硬化性、保存安定性が良好であり、加えて成形した樹脂成形体の品質が良好である。添加量が上限値を超えると樹脂成形体材料の保存安定性に問題が生じる場合があり、下限値未満では硬化時間が長くなり樹脂成形体の生産性が低下し、未硬化成分により樹脂成形体の品質が低下する傾向にある。
これらの触媒は半導体発光装置用樹脂組成物の安定性、被膜の硬度、無黄変性、硬化性などを考慮して選択される。
＜その他＞
本発明の半導体発光装置用樹脂成形体用材料は、さらに硬化速度制御剤を含有することが好ましい。ここで硬化速度制御剤とは、樹脂成形体用材料を成形する際に、その成形効率を向上させるために硬化速度を制御するためのものであり、硬化遅延剤または硬化促進剤が挙げられる。
本発明の半導体発光装置用樹脂成形体用材料は、さらに硬化速度制御剤を含有することが好ましい。ここで硬化速度制御剤とは、樹脂成形体用材料を成形する際に、その成形効率を向上させるために硬化速度を制御するためのものであり、硬化遅延剤または硬化促進剤が挙げられる。
硬化遅延剤は、特に、硬化速度が速い付加重合型ポリオルガノシロキサン組成物の液状射出成形において重要な成分である。
付加重合反応における硬化遅延剤としては、脂肪族不飽和結合を含有する化合物、有機リン化合物、有機イオウ化合物、窒素含有化合物、スズ系化合物、有機過酸化物等が挙げられ、これらを併用してもかまわない。
脂肪族不飽和結合を含有する化合物としては、３−ヒドロキシ−３−メチル−１−ブチン、３−ヒドロキシ−３−フェニル−１−ブチン、３−（トリメチルシリルオキシ）−３−メチル−１−ブチン、１−エチニル−１−シクロヘキサノール等のプロパギルアルコール類、エン−イン化合物類、ジメチルマレート等のマレイン酸エステル類等が例示される。
縮合重合反応における硬化遅延剤としては、炭素数１〜５の低級アルコール、分子量５００以下のアミン類、窒素や硫黄含有する有機化合物、エポキシ基含有化合物などシラノールと反応あるいは水素結合する化合物が挙げられる。
付加重合反応における硬化遅延剤としては、脂肪族不飽和結合を含有する化合物、有機リン化合物、有機イオウ化合物、窒素含有化合物、スズ系化合物、有機過酸化物等が挙げられ、これらを併用してもかまわない。
脂肪族不飽和結合を含有する化合物としては、３−ヒドロキシ−３−メチル−１−ブチン、３−ヒドロキシ−３−フェニル−１−ブチン、３−（トリメチルシリルオキシ）−３−メチル−１−ブチン、１−エチニル−１−シクロヘキサノール等のプロパギルアルコール類、エン−イン化合物類、ジメチルマレート等のマレイン酸エステル類等が例示される。
縮合重合反応における硬化遅延剤としては、炭素数１〜５の低級アルコール、分子量５００以下のアミン類、窒素や硫黄含有する有機化合物、エポキシ基含有化合物などシラノールと反応あるいは水素結合する化合物が挙げられる。
硬化速度制御剤の種類や配合量を目的に応じて選択することにより、樹脂成形体用材料の成形が容易となる。例えば、金型への充填率が高くなったり、射出成形による成形時に金型からの漏れがなく、バリが発生しにくくなったりするメリットが得られる。
半導体発光装置用樹脂成形体用材料である熱硬化性シリコーン樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない限り、必要に応じて他の成分を１種、または２種以上を任意の比率および組み合わせで含有させることができる。
例えば、熱硬化性シリコーン樹脂組成物の流動性コントロールや白色顔料の沈降抑制の目的で、流動性調整剤を含有させることができる。
流動性調整剤としては、添加により熱硬化性シリコーン樹脂組成物の粘度が高くなる常温から成形温度付近で固体の粒子であれば特に限定されないが、例えば、シリカ微粒子、石英ビーズ、ガラスビーズなどの無機粒子、ガラス繊維などの無機物繊維、窒化ホウ素、窒化アルミニウム等が挙げられる。
例えば、熱硬化性シリコーン樹脂組成物の流動性コントロールや白色顔料の沈降抑制の目的で、流動性調整剤を含有させることができる。
流動性調整剤としては、添加により熱硬化性シリコーン樹脂組成物の粘度が高くなる常温から成形温度付近で固体の粒子であれば特に限定されないが、例えば、シリカ微粒子、石英ビーズ、ガラスビーズなどの無機粒子、ガラス繊維などの無機物繊維、窒化ホウ素、窒化アルミニウム等が挙げられる。
また、熱硬化性シリコーン樹脂組成物の粘度を調整するため、液状増粘剤として非硬化性のポリオルガノシロキサンを（Ａ）ポリオルガノシロキサンに一部配合することができる。
液状増粘剤としてのポリオルガノシロキサンの配合量は（Ａ）ポリオルガノシロキサン全体を１００重量部とした時、通常、０〜１０重量部、好ましくは０．１〜５重量部、より好ましくは０．５〜３重量部程度を（Ａ）と置き換えて使用することができる。
液状増粘剤としてのポリオルガノシロキサンの配合量は（Ａ）ポリオルガノシロキサン全体を１００重量部とした時、通常、０〜１０重量部、好ましくは０．１〜５重量部、より好ましくは０．５〜３重量部程度を（Ａ）と置き換えて使用することができる。
また、上記成分以外にも、上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物には、熱硬化後の強度、靭性を高める目的で、ガラス繊維などの無機物繊維を含有させてもよく、また、熱伝導性を高めたるため、熱伝導率の高い窒化ホウ素、窒化アルミ、繊維状アルミナ等を前述の白色顔料とは別に含有させることができる。その他、硬化物の線膨張係数を下げる目的で、石英ビーズ、ガラスビーズ等を含有させることができる。
これらを添加する場合の含有量は、少なすぎると目的の効果か得られず、多すぎると熱硬化性シリコーン樹脂組成物の粘度が上がり、加工性に影響するので、十分な効果が発現し、材料の加工性を損なわない範囲で適宜選択できる。通常、ポリオルガノシロキサン１００重量部に対し５００重量部以下、好ましくは２００重量部以下である。
これらを添加する場合の含有量は、少なすぎると目的の効果か得られず、多すぎると熱硬化性シリコーン樹脂組成物の粘度が上がり、加工性に影響するので、十分な効果が発現し、材料の加工性を損なわない範囲で適宜選択できる。通常、ポリオルガノシロキサン１００重量部に対し５００重量部以下、好ましくは２００重量部以下である。
また、上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物中には、その他、イオンマイグレーション（エレクトロケミカルマイグレーション)防止剤、老化防止剤、ラジカル禁止剤、紫外線吸収剤、接着性改良剤、難燃剤、界面活性剤、保存安定改良剤、オゾン劣化防止剤、光安定剤、増粘剤、可塑剤、カップリング剤、酸化防止剤、熱安定剤、導電性付与剤、帯電防止剤、放射線遮断剤、核剤、リン系過酸化物分解剤、滑剤、顔料、金属不活性化剤、物性調整剤などを本発明の目的および効果を損なわない範囲において含有させることができる。
＜組成物の配合割合＞
上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物における（Ａ）ポリオルガノシロキサンの含有量は、通常、樹脂組成物全体の１５重量％以上、５０重量％以下であり、好ましくは２０重量％以上、４０重量％以下であり、より好ましくは２５重量％以上、３５重量％以下である。なお、該樹脂組成物中に含まれる硬化速度制御剤やその他成分である液状増粘剤がポリオルガノシロキサンである場合は上記（Ａ）の含有量に含まれるものとする。
上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物における（Ｂ）白色顔料の含有量は、上述の通り該樹脂組成物が、樹脂成形体用材料として用いることができる範囲であれば限定されないが、通常樹脂組成物全体の３０重量％以上８５重量%以下であり、好ましくは４０重量％以上８０重量％以下であり、より好ましくは４５重量％以上７０重量％以下である。
上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物における流動性調整剤の含有量は、本発明の効果を阻害しない範囲であれば限定されないが、通常樹脂組成物全体の５５重量％以下であり、好ましくは２重量％以上５０重量％以下であり、より好ましくは５重量％以上４５重量％以下である。
上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物における（Ａ）ポリオルガノシロキサンの含有量は、通常、樹脂組成物全体の１５重量％以上、５０重量％以下であり、好ましくは２０重量％以上、４０重量％以下であり、より好ましくは２５重量％以上、３５重量％以下である。なお、該樹脂組成物中に含まれる硬化速度制御剤やその他成分である液状増粘剤がポリオルガノシロキサンである場合は上記（Ａ）の含有量に含まれるものとする。
上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物における（Ｂ）白色顔料の含有量は、上述の通り該樹脂組成物が、樹脂成形体用材料として用いることができる範囲であれば限定されないが、通常樹脂組成物全体の３０重量％以上８５重量%以下であり、好ましくは４０重量％以上８０重量％以下であり、より好ましくは４５重量％以上７０重量％以下である。
上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物における流動性調整剤の含有量は、本発明の効果を阻害しない範囲であれば限定されないが、通常樹脂組成物全体の５５重量％以下であり、好ましくは２重量％以上５０重量％以下であり、より好ましくは５重量％以上４５重量％以下である。
＜４．本発明の半導体発光装置＞
以下、図１、図２を参照し、本発明の半導体発光装置における、パッケージ以外の構成要素について説明する。
以下、図１、図２を参照し、本発明の半導体発光装置における、パッケージ以外の構成要素について説明する。
＜４．１．半導体発光素子＞
発光素子２０は、近紫外領域の波長を有する光を発する近紫外半導体発光素子、紫領域の波長の光を発する紫半導体発光素子、青領域の波長の光を発する青色半導体発光素子などを用いることが可能であり、通常、これらの発光素子は３５０ｎｍ以上５２０ｎｍ以下の波長を有する光を発する。
発光素子２０は、近紫外領域の波長を有する光を発する近紫外半導体発光素子、紫領域の波長の光を発する紫半導体発光素子、青領域の波長の光を発する青色半導体発光素子などを用いることが可能であり、通常、これらの発光素子は３５０ｎｍ以上５２０ｎｍ以下の波長を有する光を発する。
発光素子２０として具体的には、基板上にＧａＡｌＮ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＳｉＣ、ＧａＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ等の半導体を発光層として形成させたものが用いられる。
半導体の構造としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合やＰＮ接合を有したホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルへテロ構成のものが挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を紫外光から赤外光まで種々選択することができる。発光層は、量子効果が生ずる薄膜とした単一量子井戸構造や多重量子井戸構造としてもよい。
半導体の構造としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合やＰＮ接合を有したホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルへテロ構成のものが挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を紫外光から赤外光まで種々選択することができる。発光層は、量子効果が生ずる薄膜とした単一量子井戸構造や多重量子井戸構造としてもよい。
屋外などでの使用を考える場合、高輝度な発光素子２０を形成可能な半導体材料として窒化ガリウム系化合物半導体を用いることが好ましく、また、赤色ではガリウム・アルミニウム・砒素系の半導体やアルミニウム・インジウム・ガリウム・燐系の半導体を用いることが好ましいが、用途によって種々利用することもできる。
窒化ガリウム系化合物半導体を使用した場合、半導体基板にはサファイア、スピネル、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯやＧａＮ単結晶等の材料が用いられる。結晶性のよい窒化ガリウムを量産性よく形成させるためにはサファイア基板を用いることが好ましい。
窒化ガリウム系化合物半導体は、不純物をドープしない状態でＮ型導電性を示す。なお、発光効率を向上させる等所望のＮ型窒化ガリウム半導体を形成させる場合は、Ｎ型ドーパントとしてＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃ等を適宜導入することが好ましい。
窒化ガリウム系化合物半導体は、不純物をドープしない状態でＮ型導電性を示す。なお、発光効率を向上させる等所望のＮ型窒化ガリウム半導体を形成させる場合は、Ｎ型ドーパントとしてＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃ等を適宜導入することが好ましい。
一方、Ｐ型窒化ガリウム半導体を形成させる場合は、Ｐ型ドーパンドであるＺｎ、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等をドープさせる。窒化ガリウム系半導体は、Ｐ型ドーパントをドープしただけではＰ型化しにくいためＰ型ドーパント導入後に、炉による加熱、低電子線照射やプラズマ照射等によりアニールすることでＰ型化させる必要がある。こうして形成された半導体ウエハーを部分的にエッチングなどさせ正負の各電極を形成させる。その後半導体ウエハーを所望の大きさに切断することによって発光素子を形成させることができる。
こうした発光素子２０は、必要に応じて複数個用いることができ、その組み合わせによって白色表示における混色性を向上させることもできる。
なお、発光効率を向上させるために、発光層直下に蒸着等により金属反射膜を設けサファイア等の基板を剥離除去し、新たな支持基板となるＧｅやＳｉなどのウエハーに貼り替えた裏面メタル反射層付き発光素子を用いることもできる。
なお、発光効率を向上させるために、発光層直下に蒸着等により金属反射膜を設けサファイア等の基板を剥離除去し、新たな支持基板となるＧｅやＳｉなどのウエハーに貼り替えた裏面メタル反射層付き発光素子を用いることもできる。
＜４．２．封止材＞
封止材３０は、発光素子２０が載置されたパッケージ１０における凹部１４内に装入され、これにより発光素子２０を被覆する。
封止材３０は、外部環境からの外力や埃、水分などから発光素子２０を保護すると共に発光素子２０から出射される光を効率よく外部に放出することを可能とする。
また、発光素子２０の屈折率と空気の屈折率とは大きく異なるため、発光素子２０から出射された光は効率よく外部に出力されてこないのに対し、封止材３０で発光素子２０を被覆することにより、発光素子２０から出射された光を効率よく外部に出力することができる。また、発光素子２０から出射された光の一部は凹部１４の底面１４ａ及び側面１４ｂに照射され、反射して、発光素子２０が載置されている主面側に出射される。これにより主面側の発光出力の向上を図ることができる。
封止材３０は、発光素子２０が載置されたパッケージ１０における凹部１４内に装入され、これにより発光素子２０を被覆する。
封止材３０は、外部環境からの外力や埃、水分などから発光素子２０を保護すると共に発光素子２０から出射される光を効率よく外部に放出することを可能とする。
また、発光素子２０の屈折率と空気の屈折率とは大きく異なるため、発光素子２０から出射された光は効率よく外部に出力されてこないのに対し、封止材３０で発光素子２０を被覆することにより、発光素子２０から出射された光を効率よく外部に出力することができる。また、発光素子２０から出射された光の一部は凹部１４の底面１４ａ及び側面１４ｂに照射され、反射して、発光素子２０が載置されている主面側に出射される。これにより主面側の発光出力の向上を図ることができる。
封止材３０を構成する封止材用樹脂組成物として熱硬化性樹脂組成物を使用することが好ましい。これによって、半導体発光装置用パッケージにおける樹脂成形体を構成する熱硬化性シリコーン樹脂組成物と封止材を構成する封止材用熱硬化性樹脂組成物とはそれぞれ熱硬化性樹脂である点で共通するため、化学的性質や膨張係数などの物理的性質が近似していることから密着性がよく、樹脂成形体と封止材との界面での剥離を防止することができる。
封止材の主成分の熱硬化性樹脂としては、透明性、耐光性、耐熱性に優れ、長期間使用してもクラックや剥離を生じることなく半導体発光装置を封止することができる樹脂が用いられる。
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂等が例示され、その一種又は二種以上が使用できる。この中でもエポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂が透明性、電気絶縁性に優れ、化学的に安定な点で好ましく、特にシリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂は耐光性、耐熱性に優れ前記樹脂成形体と同種類の樹脂であることから密着性等に優れ好適に使用される。
封止材３０は、発光素子２０を保護するため硬質のものが好ましい。封止材３０は、所望の機能を持たせるため、フィラー、拡散剤、顔料、蛍光体、反射性物質からなる群から選択される少なくとも１種を混合することもできる。ここで用いることができる拡散剤としては、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ケイ素等が好ましい。また、所望外の波長の光をカットする目的で有機や無機の染料や顔料を含有させることができる。さらに、封止材３０に、発光素子２０からの光の波長を変換する蛍光体の一種又は二種以上を含有させることも好ましい。
また、封止材３０は上記の助剤以外に紫外線吸収剤、及び酸化防止剤を含んでいてもよい。
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂等が例示され、その一種又は二種以上が使用できる。この中でもエポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂が透明性、電気絶縁性に優れ、化学的に安定な点で好ましく、特にシリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂は耐光性、耐熱性に優れ前記樹脂成形体と同種類の樹脂であることから密着性等に優れ好適に使用される。
封止材３０は、発光素子２０を保護するため硬質のものが好ましい。封止材３０は、所望の機能を持たせるため、フィラー、拡散剤、顔料、蛍光体、反射性物質からなる群から選択される少なくとも１種を混合することもできる。ここで用いることができる拡散剤としては、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ケイ素等が好ましい。また、所望外の波長の光をカットする目的で有機や無機の染料や顔料を含有させることができる。さらに、封止材３０に、発光素子２０からの光の波長を変換する蛍光体の一種又は二種以上を含有させることも好ましい。
また、封止材３０は上記の助剤以外に紫外線吸収剤、及び酸化防止剤を含んでいてもよい。
＜２．６．蛍光体＞
以下に説明する蛍光体と、封止材との組成物を、半導体発光デバイスのカップ内に注入して成型したり、適当な透明支持体に薄膜上に塗布したりすることにより、波長変換部材として用いることができる。
蛍光体としては、上述の半導体発光素子の発する光に直接的または間接的に励起され、異なる波長の光を発する物質であれば特に制限はなく、無機系蛍光体であっても有機系蛍光体であっても用いることができる。例えば、以下に例示するような青色蛍光体、緑色蛍光体、黄色蛍光体、橙色ないし赤色蛍光体の１種または２種以上を用いることができる。所望の発光色を得られるよう、用いる蛍光体の種類や含有量を適宜調整することが好ましい。
以下に説明する蛍光体と、封止材との組成物を、半導体発光デバイスのカップ内に注入して成型したり、適当な透明支持体に薄膜上に塗布したりすることにより、波長変換部材として用いることができる。
蛍光体としては、上述の半導体発光素子の発する光に直接的または間接的に励起され、異なる波長の光を発する物質であれば特に制限はなく、無機系蛍光体であっても有機系蛍光体であっても用いることができる。例えば、以下に例示するような青色蛍光体、緑色蛍光体、黄色蛍光体、橙色ないし赤色蛍光体の１種または２種以上を用いることができる。所望の発光色を得られるよう、用いる蛍光体の種類や含有量を適宜調整することが好ましい。
＜青色蛍光体＞
青色蛍光体としては、発光ピーク波長が、通常４２０ｎｍ以上、中でも４３０ｎｍ以上、更には４４０ｎｍ以上、また、通常４９０ｎｍ以下、中でも４８０ｎｍ以下、更には４７０ｎｍ以下の範囲にあるものが好ましい。
具体的には、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）10（ＰＯ4）6（Ｃｌ，Ｆ）2：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）10（ＰＯ4）6（Ｃｌ，Ｆ）2：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ）3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕが好ましく、（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）10（ＰＯ4）6（Ｃｌ，Ｆ）2：Ｅｕ、Ｂａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕがより好ましい。
青色蛍光体としては、発光ピーク波長が、通常４２０ｎｍ以上、中でも４３０ｎｍ以上、更には４４０ｎｍ以上、また、通常４９０ｎｍ以下、中でも４８０ｎｍ以下、更には４７０ｎｍ以下の範囲にあるものが好ましい。
具体的には、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）10（ＰＯ4）6（Ｃｌ，Ｆ）2：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）10（ＰＯ4）6（Ｃｌ，Ｆ）2：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ）3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕが好ましく、（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）10（ＰＯ4）6（Ｃｌ，Ｆ）2：Ｅｕ、Ｂａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕがより好ましい。
＜緑色蛍光体＞
緑色蛍光体としては、発光ピーク波長が、通常５００ｎｍ以上、中でも５１０ｎｍ以上、更には５１５ｎｍ以上、また、通常５５０ｎｍ以下、中でも５４２ｎｍ以下、更には５３５ｎｍ以下の範囲にあるものが好ましい。
具体的には、Ｙ3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅ、ＣａＳｃ2Ｏ4：Ｃｅ、Ｃａ3（Ｓｃ，Ｍｇ）2Ｓｉ3Ｏ12：Ｃｅ、（Ｓｒ，Ｂａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ、β型サイアロン、（Ｂａ，Ｓｒ）3Ｓｉ6Ｏ12：Ｎ2：Ｅｕ、ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ，Ｍｎが好ましい。
緑色蛍光体としては、発光ピーク波長が、通常５００ｎｍ以上、中でも５１０ｎｍ以上、更には５１５ｎｍ以上、また、通常５５０ｎｍ以下、中でも５４２ｎｍ以下、更には５３５ｎｍ以下の範囲にあるものが好ましい。
具体的には、Ｙ3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅ、ＣａＳｃ2Ｏ4：Ｃｅ、Ｃａ3（Ｓｃ，Ｍｇ）2Ｓｉ3Ｏ12：Ｃｅ、（Ｓｒ，Ｂａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ、β型サイアロン、（Ｂａ，Ｓｒ）3Ｓｉ6Ｏ12：Ｎ2：Ｅｕ、ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ，Ｍｎが好ましい。
＜黄色蛍光体＞
黄色蛍光体としては、発光ピーク波長が、通常５３０ｎｍ以上、中でも５４０ｎｍ以上、更には５５０ｎｍ以上、また、通常６２０ｎｍ以下、中でも６００ｎｍ以下、更には５８０ｎｍ以下の範囲にあるものが好適である。
黄色蛍光体としては、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、（Ｙ，Ｇｄ）3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓｉ2Ｎ2Ｏ2：Ｅｕ、（Ｌａ，Ｙ，Ｇｄ，Ｌｕ）3（Ｓｉ，Ｇｅ）6Ｎ11：Ｃｅが好ましい。
黄色蛍光体としては、発光ピーク波長が、通常５３０ｎｍ以上、中でも５４０ｎｍ以上、更には５５０ｎｍ以上、また、通常６２０ｎｍ以下、中でも６００ｎｍ以下、更には５８０ｎｍ以下の範囲にあるものが好適である。
黄色蛍光体としては、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、（Ｙ，Ｇｄ）3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓｉ2Ｎ2Ｏ2：Ｅｕ、（Ｌａ，Ｙ，Ｇｄ，Ｌｕ）3（Ｓｉ，Ｇｅ）6Ｎ11：Ｃｅが好ましい。
＜橙色ないし赤色蛍光体＞
橙色ないし赤色蛍光体としては、発光ピーク波長が、通常５７０ｎｍ以上、中でも５８０ｎｍ以上、更には５８５ｎｍ以上、また、通常７８０ｎｍ以下、中でも７００ｎｍ以下、更には６８０ｎｍ以下の範囲にあるものが好ましい。
具体的には、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）2Ｓｉ5（Ｎ，Ｏ）8：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）Ｓｉ（Ｎ，Ｏ）2：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）3：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）3ＳｉＯ5：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ、（Ｌａ，Ｙ）2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｅｕ（ジベンゾイルメタン）3・１，１０−フェナントロリン錯体等のβ−ジケトン系Ｅｕ錯体、カルボン酸系Ｅｕ錯体、Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎが好ましく、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）2Ｓｉ5（Ｎ，Ｏ）8：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）：Ｅｕ、（Ｌａ，Ｙ）2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎがより好ましい。
また、橙色蛍光体としては、（Ｓｒ，Ｂａ）3ＳｉＯ5：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）2Ｓｉ5（Ｎ，Ｏ）8：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）3：Ｃｅが好ましい。
橙色ないし赤色蛍光体としては、発光ピーク波長が、通常５７０ｎｍ以上、中でも５８０ｎｍ以上、更には５８５ｎｍ以上、また、通常７８０ｎｍ以下、中でも７００ｎｍ以下、更には６８０ｎｍ以下の範囲にあるものが好ましい。
具体的には、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）2Ｓｉ5（Ｎ，Ｏ）8：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）Ｓｉ（Ｎ，Ｏ）2：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）3：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）3ＳｉＯ5：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ、（Ｌａ，Ｙ）2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｅｕ（ジベンゾイルメタン）3・１，１０−フェナントロリン錯体等のβ−ジケトン系Ｅｕ錯体、カルボン酸系Ｅｕ錯体、Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎが好ましく、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）2Ｓｉ5（Ｎ，Ｏ）8：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）：Ｅｕ、（Ｌａ，Ｙ）2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎがより好ましい。
また、橙色蛍光体としては、（Ｓｒ，Ｂａ）3ＳｉＯ5：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）2Ｓｉ5（Ｎ，Ｏ）8：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）3：Ｃｅが好ましい。
＜４．４．保護素子＞
半導体発光装置１には、さらに保護素子としてツェナーダイオードを設けることもできる。ツェナーダイオードは、発光素子２０と同様、基台１０ａに載置することができる他、発光素子２０から離れて凹部１４の底面１４ａの第１のリード１１に載置することもできる。また、保護素子は第１のリード又は第２のリードの表面若しくは裏面に載置し、透光性封止材で被覆することもできる他、樹脂成形体１３で被覆することもできる。
半導体発光装置１には、さらに保護素子としてツェナーダイオードを設けることもできる。ツェナーダイオードは、発光素子２０と同様、基台１０ａに載置することができる他、発光素子２０から離れて凹部１４の底面１４ａの第１のリード１１に載置することもできる。また、保護素子は第１のリード又は第２のリードの表面若しくは裏面に載置し、透光性封止材で被覆することもできる他、樹脂成形体１３で被覆することもできる。
＜４．５．ヒートシンク（外部放熱部材）＞
半導体発光装置１の裏面側に放熱接着剤を介してヒートシンクを設けることができる。この放熱接着剤は、樹脂成形体１３の材質よりも熱伝導性が高いものが好ましい。放熱接着剤の材質は、電気絶縁性のエポキシ樹脂、シリコーン樹脂などを用いることができる。ヒートシンクの材質は熱伝導性の良好なアルミ、銅、タングステン、金などが好ましい。このほか、基台１０ａのみに接触するように放熱接着剤を介してヒートシンクを設けることもできる。これにより、放熱接着剤として更に熱伝導性の良い半田を含む共晶金属を用いることができる。半導体発光装置１の裏面側は平坦とすることにより、ヒートシンクの実装時の安定性を保持することができる。特に、発光素子２０と最短距離をとるように基台１０ａ及びヒートシンクを設けることにより、さらに放熱性を高めることができる。
半導体発光装置１の裏面側に放熱接着剤を介してヒートシンクを設けることができる。この放熱接着剤は、樹脂成形体１３の材質よりも熱伝導性が高いものが好ましい。放熱接着剤の材質は、電気絶縁性のエポキシ樹脂、シリコーン樹脂などを用いることができる。ヒートシンクの材質は熱伝導性の良好なアルミ、銅、タングステン、金などが好ましい。このほか、基台１０ａのみに接触するように放熱接着剤を介してヒートシンクを設けることもできる。これにより、放熱接着剤として更に熱伝導性の良い半田を含む共晶金属を用いることができる。半導体発光装置１の裏面側は平坦とすることにより、ヒートシンクの実装時の安定性を保持することができる。特に、発光素子２０と最短距離をとるように基台１０ａ及びヒートシンクを設けることにより、さらに放熱性を高めることができる。
＜４．６．他の実施形態＞
以下、既に図１及び図２に例をとって説明した実施態様以外の本発明の半導体発光装置用パッケージ及びそれを用いた半導体発光装置の具体的な実施形態を図を用いて説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変形して実施することができる。
以下、既に図１及び図２に例をとって説明した実施態様以外の本発明の半導体発光装置用パッケージ及びそれを用いた半導体発光装置の具体的な実施形態を図を用いて説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変形して実施することができる。
＜４．６．１．図３の実施形態＞
図３の実施形態に係る半導体発光装置について説明する。
図３として概略断面図が示される半導体発光装置１Ａは、第１のリード１１、第２のリード１２の各インナーリード部の露出を少なくし、樹脂成形体による光の反射効率の向上を図ったものである。インナーリード部が着色劣化しやすい銀メッキ表面である場合や反射率に劣る金メッキ表面である場合には特に、長期にわたり高い反射率を維持し、高効率の半導体発光装置を得ることができる。
図３の実施形態に係る半導体発光装置について説明する。
図３として概略断面図が示される半導体発光装置１Ａは、第１のリード１１、第２のリード１２の各インナーリード部の露出を少なくし、樹脂成形体による光の反射効率の向上を図ったものである。インナーリード部が着色劣化しやすい銀メッキ表面である場合や反射率に劣る金メッキ表面である場合には特に、長期にわたり高い反射率を維持し、高効率の半導体発光装置を得ることができる。
＜４．６．２．図４の実施形態＞
図４の半導体発光装置について説明する。
図４として概略断面図が示される半導体発光装置１Ｂは、発光素子２０からの光や熱、電界による蛍光体の劣化を防止するため、発光物質を含む蛍光体層６０を発光素子２０から離して設置した、リモートフォスファー態様の例である。
インナーリード部１１ａ，１２ａの面積を確保しつつ電気的接続をする部分のみが底面に露出した構造とすることにより、高い反射率と熱伝導率を両立したパッケージ１０とすることができる。樹脂成形体１３を構成する熱硬化性シリコーン樹脂組成物は熱伝導率が高く薄層でも高い反射率を有するのでこのような態様に適している。
蛍光体層６０は、封止材３０が蛍光体を含有しない場合に必要に応じて設けることができる。ポッティングや印刷、一括成形により透明封止層の上に直接塗布しても、ポリカーボネートやＰＥＴ・ガラスなどガス透過性が低い透明基体に蛍光体層６０を塗布した窓材や蛍光体含有樹脂成形物などを別途準備しパッケージ開口部に貼り付けてもよい。図４での蛍光体層６０は平板状となっているが、必要に応じ凸レンズ状や中空ドーム状の成形物であってもよい。蛍光体を発光素子２０から離すことにより蛍光体の光劣化に起因する輝度低下を抑制することが可能であり、蛍光体層６０の厚みを一定にできることで発光装置の発光の面内分布を抑え、色のばらつきの少ない高輝度の発光装置を得ることができる。
図４の半導体発光装置について説明する。
図４として概略断面図が示される半導体発光装置１Ｂは、発光素子２０からの光や熱、電界による蛍光体の劣化を防止するため、発光物質を含む蛍光体層６０を発光素子２０から離して設置した、リモートフォスファー態様の例である。
インナーリード部１１ａ，１２ａの面積を確保しつつ電気的接続をする部分のみが底面に露出した構造とすることにより、高い反射率と熱伝導率を両立したパッケージ１０とすることができる。樹脂成形体１３を構成する熱硬化性シリコーン樹脂組成物は熱伝導率が高く薄層でも高い反射率を有するのでこのような態様に適している。
蛍光体層６０は、封止材３０が蛍光体を含有しない場合に必要に応じて設けることができる。ポッティングや印刷、一括成形により透明封止層の上に直接塗布しても、ポリカーボネートやＰＥＴ・ガラスなどガス透過性が低い透明基体に蛍光体層６０を塗布した窓材や蛍光体含有樹脂成形物などを別途準備しパッケージ開口部に貼り付けてもよい。図４での蛍光体層６０は平板状となっているが、必要に応じ凸レンズ状や中空ドーム状の成形物であってもよい。蛍光体を発光素子２０から離すことにより蛍光体の光劣化に起因する輝度低下を抑制することが可能であり、蛍光体層６０の厚みを一定にできることで発光装置の発光の面内分布を抑え、色のばらつきの少ない高輝度の発光装置を得ることができる。
＜４．６．３．図５の実施形態＞
図５の半導体発光装置について説明する。図５の概略断面図は、カップ型のリフレクタを設けていないチップオンボード実装型の実施態様に関する例である。
図５の半導体発光装置について説明する。図５の概略断面図は、カップ型のリフレクタを設けていないチップオンボード実装型の実施態様に関する例である。
図５の半導体発光装置１Ｃは、チップオンボード（ＣＯＢ）用基板上に設けられたものであり、リードの代わりに、リードを含む配線基板７０を用いて反射材となる樹脂成形体１３と一体的に成形するものである。なお、図示する半導体発光装置１Ｃはカップ型のリフレクタを設けていないが、図１〜４と同様のカップ型のリフレクタを設けることもできる。
これらの態様でも、リード１１，１２は、ワイヤ４０を介して発光素子２０と接続部で接続している。リード１１，１２のうち、封止材３０の中にあり発光素子２０とダイボンド材又はワイヤ、バンプなどにより直接電気的接続をとる部位がインナーリード部１１ａ，１２ａ、封止材３０の外に露出し、外部配線基板等の電極と電気的接続を取る部位がアウターリード部１１ｂ，１２ｂに相当する。また、これらの態様では、リード１１，１２の一部が樹脂成形体１３により被覆されている。樹脂成形体１３は、白色の絶縁層としての機能も有しており、この厚さを大きくすることもできる。
なお、発光素子２０は複数存在してもよい。封止材により、複数の実装部を一括に封止してもよい。
封止材３０は使用目的により透明であっても、蛍光体を含有していてもよく、リフレクタや堰部を用いない場合には金型成形により一括封止されていてもよい。チップオンボード型では配線基板７０上に直接発光装置部を設けることができるので、表面実装の手間が省け発光素子から配線基板７０への放熱をとりやすいメリットがある。アウターリード部は配線基板７０の発光素子搭載側と同じ面に露出していてもよいが、実装後のパッケージを配線基板ごと分割し個片化して用いる場合など、他の配線基板上に表面実装する必要がある場合にはパッケージを構成する配線基板にスルーホールなどを設けて裏面に電気的導通を取り、発光装置裏面にアウターリード部を設けることができる。
また、図５は、配線基板７０を構成するベース基板８０としてセラミックス（ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3）や本発明に用いられる熱硬化性シリコーン樹脂組成物を始めとした樹脂組成物などの絶縁体から構成された絶縁性基板を用いる態様である。
基台１０ａは、金属や熱伝導性ペーストの硬化物などのベース基板８０に用いる基材よりも熱伝導率が高い部材からなり、ヒートシンク部としても作用するため、使用する発光素子の発熱量が大きくても十分に放熱することができる。
これらの態様でも、リード１１，１２は、ワイヤ４０を介して発光素子２０と接続部で接続している。リード１１，１２のうち、封止材３０の中にあり発光素子２０とダイボンド材又はワイヤ、バンプなどにより直接電気的接続をとる部位がインナーリード部１１ａ，１２ａ、封止材３０の外に露出し、外部配線基板等の電極と電気的接続を取る部位がアウターリード部１１ｂ，１２ｂに相当する。また、これらの態様では、リード１１，１２の一部が樹脂成形体１３により被覆されている。樹脂成形体１３は、白色の絶縁層としての機能も有しており、この厚さを大きくすることもできる。
なお、発光素子２０は複数存在してもよい。封止材により、複数の実装部を一括に封止してもよい。
封止材３０は使用目的により透明であっても、蛍光体を含有していてもよく、リフレクタや堰部を用いない場合には金型成形により一括封止されていてもよい。チップオンボード型では配線基板７０上に直接発光装置部を設けることができるので、表面実装の手間が省け発光素子から配線基板７０への放熱をとりやすいメリットがある。アウターリード部は配線基板７０の発光素子搭載側と同じ面に露出していてもよいが、実装後のパッケージを配線基板ごと分割し個片化して用いる場合など、他の配線基板上に表面実装する必要がある場合にはパッケージを構成する配線基板にスルーホールなどを設けて裏面に電気的導通を取り、発光装置裏面にアウターリード部を設けることができる。
また、図５は、配線基板７０を構成するベース基板８０としてセラミックス（ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3）や本発明に用いられる熱硬化性シリコーン樹脂組成物を始めとした樹脂組成物などの絶縁体から構成された絶縁性基板を用いる態様である。
基台１０ａは、金属や熱伝導性ペーストの硬化物などのベース基板８０に用いる基材よりも熱伝導率が高い部材からなり、ヒートシンク部としても作用するため、使用する発光素子の発熱量が大きくても十分に放熱することができる。
＜４．６．４．図６の実施形態＞
図６の実施形態に係る半導体発光装置について説明する。
図６として概略断面図が示される半導体発光装置１Ｄは、図３の半導体発光装置１Ａに比べ、発光素子２０と第１のリード１１、第２のリード１２の電気的接続部を離した構造を有する。このことにより、発光素子２０からの電界、熱、光などの影響により発光素子２０直近の電極の金属（銀等）メッキの着色による輝度低下を抑えることができる。
図６の実施形態に係る半導体発光装置について説明する。
図６として概略断面図が示される半導体発光装置１Ｄは、図３の半導体発光装置１Ａに比べ、発光素子２０と第１のリード１１、第２のリード１２の電気的接続部を離した構造を有する。このことにより、発光素子２０からの電界、熱、光などの影響により発光素子２０直近の電極の金属（銀等）メッキの着色による輝度低下を抑えることができる。
＜４．６．５．図７の実施形態＞
図７の実施形態に係る半導体発光装置について説明する。
図７として概略断面図が示される半導体発光装置１Ｅは、リード１１，１２と樹脂成形体１３とから構成されるパッケージ１０の構造が液状射出成形（ＬＩＭ）法に適しており、また、放熱が良好な構成となっている。
本発明のパッケージ成形においてはパッケージ材バインダとなるシリコーン樹脂が従来のエンプラ樹脂と比較して柔らかくタックがあるため型離れしにくかったり、成形体の薄肉部が離型時に千切れて型内に残ったりして連続成形を妨げる要因となりやすい。そのため、側面リフレクタ部の上縁やパッケージの角は角部を無くし曲面に近い形状とすることが好ましい。また、リフレクタの内壁面及び外壁面はパッケージ底面から離れるほどリフレクタが肉薄となるように、パッケージ底面に対して垂直に立ち上げた線から３±１度程度の傾斜を有することが好ましい。また、成形・型抜け時、パーツフィーダー・ロボットアーム等によるパッケージ個片移送時、また発光素子実装時などにパッケージへのねじり外力がかかりリードが成形体から剥離・脱落することがあるので、正負のインナーリードは例えばパッケージ上から見て凸型と凹型のようにパッケージ底面において相互に入りこみ、ねじり応力やワイヤボンディング時の局部応力に対して強い構造となっていることが好ましい。さらに、リードは上下から成形体に挟まれた部分の面積が多い構造であることが好ましく、図７の実施態様では側面部と底面部の樹脂成形体がアウターリードを挟む構造になっている。
リードがあらかじめ折り曲げてあると図３等のように成形後に折り曲げ加工するよりパッケージとリードの界面に応力がかからず破損しにくいため好ましい。本実施態様においてはアウターリードは完成形状に予め折り曲げてあり、かつアウターリード裏面はパッケージ実装面と同一平面上にあり、実装安定性が高く放熱が良好である。
図７の実施形態に係る半導体発光装置について説明する。
図７として概略断面図が示される半導体発光装置１Ｅは、リード１１，１２と樹脂成形体１３とから構成されるパッケージ１０の構造が液状射出成形（ＬＩＭ）法に適しており、また、放熱が良好な構成となっている。
本発明のパッケージ成形においてはパッケージ材バインダとなるシリコーン樹脂が従来のエンプラ樹脂と比較して柔らかくタックがあるため型離れしにくかったり、成形体の薄肉部が離型時に千切れて型内に残ったりして連続成形を妨げる要因となりやすい。そのため、側面リフレクタ部の上縁やパッケージの角は角部を無くし曲面に近い形状とすることが好ましい。また、リフレクタの内壁面及び外壁面はパッケージ底面から離れるほどリフレクタが肉薄となるように、パッケージ底面に対して垂直に立ち上げた線から３±１度程度の傾斜を有することが好ましい。また、成形・型抜け時、パーツフィーダー・ロボットアーム等によるパッケージ個片移送時、また発光素子実装時などにパッケージへのねじり外力がかかりリードが成形体から剥離・脱落することがあるので、正負のインナーリードは例えばパッケージ上から見て凸型と凹型のようにパッケージ底面において相互に入りこみ、ねじり応力やワイヤボンディング時の局部応力に対して強い構造となっていることが好ましい。さらに、リードは上下から成形体に挟まれた部分の面積が多い構造であることが好ましく、図７の実施態様では側面部と底面部の樹脂成形体がアウターリードを挟む構造になっている。
リードがあらかじめ折り曲げてあると図３等のように成形後に折り曲げ加工するよりパッケージとリードの界面に応力がかからず破損しにくいため好ましい。本実施態様においてはアウターリードは完成形状に予め折り曲げてあり、かつアウターリード裏面はパッケージ実装面と同一平面上にあり、実装安定性が高く放熱が良好である。
＜４．６．６．図８の実施形態＞
図８の実施形態に係る半導体発光装置について説明する。
図８として概略平面図が示される半導体発光装置１Ｆは、第１のリード又は第２のリードに保護素子が載置されていることを特徴とする実施形態であり、保護素子２０ａを有することにより、発光素子２０を過電流から保護することができる。基台１０ａには発光素子２０が載置されている。本実施形態において、樹脂成形体１３には上方から見て略正方形であるが、他の形状としてもよい。また、樹脂成形体１３の凹部１４は上方から見て略円形であるが、他の形状としてもよい。この凹部１４には基台１０ａが露出している。図示するように第１のリード１１には、保護素子２０ａを載置する。なお、本実施形態では保護素子２０ａは第１のリードと共に樹脂成形体１３の凹部１４に露出しているが、反射率を考慮する必要がある場合には、保護素子２０ａとこれを載置する第１のリード１１及びそれらを電気的に接続するワイヤ４０は樹脂成形体１３内部に埋設されていてもよい。なお、第１のアウターリード１１ｂと第２のアウターリード１２ｂ、及び基台１０ａの裏面は図７の実施形態と同様の構造となってパッケージ１０の裏面に露出して、他の配線や基板と電気的に接続して表面実装することができる。
図８の実施形態に係る半導体発光装置について説明する。
図８として概略平面図が示される半導体発光装置１Ｆは、第１のリード又は第２のリードに保護素子が載置されていることを特徴とする実施形態であり、保護素子２０ａを有することにより、発光素子２０を過電流から保護することができる。基台１０ａには発光素子２０が載置されている。本実施形態において、樹脂成形体１３には上方から見て略正方形であるが、他の形状としてもよい。また、樹脂成形体１３の凹部１４は上方から見て略円形であるが、他の形状としてもよい。この凹部１４には基台１０ａが露出している。図示するように第１のリード１１には、保護素子２０ａを載置する。なお、本実施形態では保護素子２０ａは第１のリードと共に樹脂成形体１３の凹部１４に露出しているが、反射率を考慮する必要がある場合には、保護素子２０ａとこれを載置する第１のリード１１及びそれらを電気的に接続するワイヤ４０は樹脂成形体１３内部に埋設されていてもよい。なお、第１のアウターリード１１ｂと第２のアウターリード１２ｂ、及び基台１０ａの裏面は図７の実施形態と同様の構造となってパッケージ１０の裏面に露出して、他の配線や基板と電気的に接続して表面実装することができる。
＜５．半導体発光装置用パッケージ及び半導体発光装置の製造方法＞
本発明の半導体発光装置用パッケージを有してなる半導体発光装置の製造方法について説明する。
図９（ａ）〜（ｅ）は、第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造工程を示す概略断面図である。
本発明の半導体発光装置用パッケージを有してなる半導体発光装置の製造方法について説明する。
図９（ａ）〜（ｅ）は、第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造工程を示す概略断面図である。
まず、第１の工程として、パッケージ１０の凹部１４の底面１４ａに対応する第１のリード１１及び第２のリード１２を、下金型１００と上金型１１０とで挟み込む（図９（ａ）及び（ｂ））。
ここで基台１０ａが第１のリード１１及び第２のリード１２と共に樹脂成形体１３と一体成形される場合には、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように基台１０ａは第１のリード１１及び第２のリード１２と共に金型内に挿入され、下金型１００と上金型１１０とで挟み込まれる。 なお、基台１０ａがパッケージに形成された空洞部に、成形後挿入される場合には、上金型及び／又は下金型として空洞部の形状に対応した凸部が存在するものが使用される。
ここで基台１０ａが第１のリード１１及び第２のリード１２と共に樹脂成形体１３と一体成形される場合には、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように基台１０ａは第１のリード１１及び第２のリード１２と共に金型内に挿入され、下金型１００と上金型１１０とで挟み込まれる。 なお、基台１０ａがパッケージに形成された空洞部に、成形後挿入される場合には、上金型及び／又は下金型として空洞部の形状に対応した凸部が存在するものが使用される。
下金型１００には、パッケージ１０の樹脂成形体１３の形状に対応する凹部１００ｂ及び前記パッケージにおける凹部１４の形状に対応する凸部１００ａが形成されている。
ここで、凹部１４の底面１４ａに対応する凸部１００ａの平坦面１００ｃは、第１のインナーリード部１１ａ及び第２のインナーリード部１２ａと接触するように形成されている。
ここで、凹部１４の底面１４ａに対応する凸部１００ａの平坦面１００ｃは、第１のインナーリード部１１ａ及び第２のインナーリード部１２ａと接触するように形成されている。
次いで、第２の工程として、下金型１００と上金型１１０との凹みにより形成される空間部分に射出成形機を用いて前述した液状の熱硬化性シリコーン樹脂組成物を注入・成形する（図９（ｃ））。
この工程では、液状の上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物の供給はペール缶などの所定の容器から圧送する等の方法により行われる。熱硬化性シリコーン樹脂組成物は一液型、二液型を問わず、ペールポンプ（ドラムポンプ）を用いて計量プランジャ又は、計量スクリュー部へ組成物をいったん圧送し、次に予熱された金型内に計量プランジャ（又は計量スクリュー）から所定量射出される。二液型の場合には、一液型用のペールポンプ（ドラムポンプ）２台を同軸にしてプランジャを同時に操作させる方式や、油圧機構によってリンクさせ同時に操作させる方式などにより二成分を同時に計量し、混合装置を経由して計量プランジャ（又は計量スクリュー）より射出すればよい。計量誤差を低減させるため、二つの成分は容量比で１：１に近いことが好ましく、均一に混合するためにはそれぞれの粘度も同じ程度にすることが好ましい。続いて下金型１００と上金型１１０とを所定の温度に加熱し、射出された第１の熱硬化性樹脂を硬化させる。
第１のインナーリード部１１ａ及び第２のインナーリード部１２ａ（インナーリード部１１ａ、１２ａの裏面に樹脂成形体が接する場合には、第１のアウターリード部１１ｂと第２のアウターリード部１２ｂ）を金型で挟み込むため、上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物を射出する際にこれらのリードがばたつくことがなく、バリの発生を抑制できる。なお、必要に応じ、インナーリード部１１ａ，１２ａの裏面を支えるための支持ピンを用いることができる。
ここで、第２の工程の射出成形圧力は１０〜１２００ｋｇ／ｃｍ2とすることが好ましい。射出成形圧力が１０ｋｇ／ｃｍ2未満では、液状硬化性組成物の金型内での流れが遅く、硬化が先行して未充填（ショート）が発生する恐れがあり、１２００ｋｇ／ｃｍ2を超えると液状硬化性組成物の流れが速すぎて薄肉部などに未充填が生じる充填むらが発生したり、残留応力により成形品が膨張し型離れが悪くなる恐れがある。
さらに液状射出成形機のシリンダー温度は０℃〜１００℃であることが好ましい。シリンダー温度が０℃未満では、液状熱硬化性組成物に結露水が混入、凍結し除去できなくなる可能性があり、１００℃を超えると液状熱硬化性組成物の硬化反応が過度に進行し、増粘する可能性がある。
さらに液状射出成形機のシリンダー温度は０℃〜１００℃であることが好ましい。シリンダー温度が０℃未満では、液状熱硬化性組成物に結露水が混入、凍結し除去できなくなる可能性があり、１００℃を超えると液状熱硬化性組成物の硬化反応が過度に進行し、増粘する可能性がある。
次いで、第３の工程として、射出・注入された上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物を加熱・硬化して、底面１４ａと側面１４ｂとを持つ凹部１４を有する樹脂成形体１３が得られる。
この加熱・硬化工程の温度や時間等の条件は、バリやショートモールドを低減し、離型をよくする観点からは、液状射出成形時の硬化温度及び時間がそれぞれ、１２０℃〜２３０℃及び３秒〜１０分間であることが好ましい。必要に応じてポストキュアを行ってもよい。
液状射出成形時の硬化温度がこの範囲より高いと、樹脂の分解劣化や、硬化速度が速すぎることに起因する未充填を引き起こす可能性がある。また硬化温度がこの範囲より低いと、硬化に時間がかかり生産性が低下したり硬化不足により型離れが悪化したりする可能性がある。また、硬化時間は熱硬化性シリコーン樹脂組成物のゲル化速度や硬化速度に応じて適宜選択すればよいが、３秒以上１０分以下が好ましく、より好ましくは５秒以上２００秒以下、さらに好ましくは１０秒以上６０秒以下である。硬化時間が上記範囲より短いと硬化不足が生じ型離れが悪化する可能性がある。また、硬化時間が上記範囲より長いと生産性が低下し、液状射出成形の利点を生かせなくなる。
この加熱・硬化工程の温度や時間等の条件は、バリやショートモールドを低減し、離型をよくする観点からは、液状射出成形時の硬化温度及び時間がそれぞれ、１２０℃〜２３０℃及び３秒〜１０分間であることが好ましい。必要に応じてポストキュアを行ってもよい。
液状射出成形時の硬化温度がこの範囲より高いと、樹脂の分解劣化や、硬化速度が速すぎることに起因する未充填を引き起こす可能性がある。また硬化温度がこの範囲より低いと、硬化に時間がかかり生産性が低下したり硬化不足により型離れが悪化したりする可能性がある。また、硬化時間は熱硬化性シリコーン樹脂組成物のゲル化速度や硬化速度に応じて適宜選択すればよいが、３秒以上１０分以下が好ましく、より好ましくは５秒以上２００秒以下、さらに好ましくは１０秒以上６０秒以下である。硬化時間が上記範囲より短いと硬化不足が生じ型離れが悪化する可能性がある。また、硬化時間が上記範囲より長いと生産性が低下し、液状射出成形の利点を生かせなくなる。
これにより第１のリード１１、第２のリード１２、及び、樹脂成形体１３が一体的に成形された、底面１４ａと側面１４ｂとを持つ凹部１４を有する、本発明の半導体発光装置用パッケージを提供することができる。
次いで、第４の工程として、発光素子２０を載置するため、下金型１００及び上金型１１０を取り外す（図９（ｄ））。
なお、基台１０ａがパッケージに形成された空洞部に成形後挿入される場合は、成形体を金型から取り出した後に基台１０ａを空洞に挿入し、基台を有するパッケージとする。
なお、基台１０ａがパッケージに形成された空洞部に成形後挿入される場合は、成形体を金型から取り出した後に基台１０ａを空洞に挿入し、基台を有するパッケージとする。
次いで、第５の工程として、以下を行う。
発光素子２０を基台１０ａに載置し、ワイヤ４０を介して発光素子２０が持つ第１の電極２１と第１のインナーリード部１１ａとを電気的に接続する。
以上の工程により、図９（ｄ）の形状のパッケージが形成される。
発光素子２０を基台１０ａに載置し、ワイヤ４０を介して発光素子２０が持つ第１の電極２１と第１のインナーリード部１１ａとを電気的に接続する。
以上の工程により、図９（ｄ）の形状のパッケージが形成される。
なお、発光素子２０が上面と下面に電極を持つ場合は、発光素子２０の下面にある第１の電極２１に関してはワイヤを用いず、ダイボンディングにて基台１０ａと電気的接続を取り、基台１０ａと第１のインナーリード部１１ａとを接続する。基台１０ａが絶縁性の素材から構成される場合には、基台１０ａと発光素子２０との間に導電性のサブマウントを使用し、このサブマウントと第１のインナーリード部１１ａとを電気的に接続してもよい。次に発光素子２０の第２の電極２２と第２のインナーリード部１２ａとをワイヤ４０を介して電気的に接続する。ここで、第１のリード１１又は第２のリード１２に保護素子２０ａを載置する場合には、該載置工程を上記第５の工程の前又は後に行えばよい。
次いで、第６の工程として、発光素子２０が載置された凹部１４内に封止材用熱硬化性樹脂組成物を装入する。
この封止材用熱硬化性樹脂組成物の装入は、滴下法や射出法、押出法などを用いることができるが、滴下法によることが好ましい。滴下することにより凹部１４内に残存する空気を効率的に排出することができるからである。封止材用熱硬化性樹脂組成物は、蛍光体を含むものが好ましい。これにより半導体発光装置の色調調整を容易にすることができる。
次いで、第７の工程として、封止材用熱硬化性樹脂組成物を加熱・硬化して、封止材３０を成形する（図９（ｅ））。
このような手順により、量産性よく、耐熱性、耐光性、密着性等に優れた半導体発光装置を製造することができる。また、樹脂成形体を製造する際、樹脂組成物の流動性が良好なためバリ発生が問題となるが上金型と下金型でこれらリードをしっかり挟み込むためバリが発生しにくい。そして、挟み込んだリードは露出するので、この露出部分に発光素子を載置したり、発光素子が持つ電極とリードとをワイヤ等で接続したりすることができる。
特に、半導体発光装置用樹脂成形体１３の材質である熱硬化性シリコーン樹脂組成物と封止材３０の材料である封止材用熱硬化性樹脂組成物とは、共に熱硬化性樹脂をベースとするため、密着性が良好で半導体発光装置用樹脂成形体１３と封止材３０との界面の剥離が生じにくく、耐熱性、耐光性、密着性等に優れた半導体発光装置を提供することができる。
特に、半導体発光装置用樹脂成形体１３の材質である熱硬化性シリコーン樹脂組成物と封止材３０の材料である封止材用熱硬化性樹脂組成物とは、共に熱硬化性樹脂をベースとするため、密着性が良好で半導体発光装置用樹脂成形体１３と封止材３０との界面の剥離が生じにくく、耐熱性、耐光性、密着性等に優れた半導体発光装置を提供することができる。
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を変更しない限り以下の実施例に限定されるものではない。
実施例１として、樹脂成形体用樹脂として後述する液状熱硬化性ポリオルガノシロキサン（１）を用いた熱硬化性シリコーン樹脂組成物を使用し、半導体発光装置用パッケージに対応する評価を実施するため各試験片を成形した。
また、比較例１として、ポリフタルアミド樹脂組成物（チタニア系顔料、ガラス繊維を含有）である、ソルベイアドバンストポリマーズ株式会社製アモデルＡ４１２２を用いて製造された市販品のパッケージ及び試験片を使用した。
それぞれの材料及び得られた組成物の物性を測定すると共に各試験片を用いて、反射率を比較した。
また、比較例１として、ポリフタルアミド樹脂組成物（チタニア系顔料、ガラス繊維を含有）である、ソルベイアドバンストポリマーズ株式会社製アモデルＡ４１２２を用いて製造された市販品のパッケージ及び試験片を使用した。
それぞれの材料及び得られた組成物の物性を測定すると共に各試験片を用いて、反射率を比較した。
［１．液状熱硬化性ポリオルガノシロキサン（１）の製造］
ビニル基含有ポリジメチルシロキサン組成物（ビニル基：０．３ｍｍｏｌ／ｇ含有、粘度３５００ｍＰａ・ｓ、白金錯体触媒８ｐｐｍ含有）と、ヒドロシリル基含有ポリジメチルシロキサン組成物（ビニル基：０．１ｍｍｏｌ／ｇ含有、ヒドロシリル基：４．６ｍｍｏｌ／ｇ含有、粘度６００ｍＰａ・ｓ）と、硬化遅延成分（（Ｄ）硬化速度制御剤）含有ポリジメチルシロキサン（ビニル基：０．２ｍｍｏｌ/ｇ含有、ヒドロシリル基：０．１ｍｍｏｌ/ｇ含有、アルキニル基：０．２ｍｍｏｌ/ｇ含有、５００ｍＰａ・ｓ）とを、１００：１０：５で混合し、（Ｃ）硬化触媒として白金濃度７ｐｐｍを含有する液状熱硬化性ポリオルガノシロキサン（１）を得た。
なお、この液状熱硬化性ポリオルガノシロキサン（１）の屈折率は、１．４１であった。
ビニル基含有ポリジメチルシロキサン組成物（ビニル基：０．３ｍｍｏｌ／ｇ含有、粘度３５００ｍＰａ・ｓ、白金錯体触媒８ｐｐｍ含有）と、ヒドロシリル基含有ポリジメチルシロキサン組成物（ビニル基：０．１ｍｍｏｌ／ｇ含有、ヒドロシリル基：４．６ｍｍｏｌ／ｇ含有、粘度６００ｍＰａ・ｓ）と、硬化遅延成分（（Ｄ）硬化速度制御剤）含有ポリジメチルシロキサン（ビニル基：０．２ｍｍｏｌ/ｇ含有、ヒドロシリル基：０．１ｍｍｏｌ/ｇ含有、アルキニル基：０．２ｍｍｏｌ/ｇ含有、５００ｍＰａ・ｓ）とを、１００：１０：５で混合し、（Ｃ）硬化触媒として白金濃度７ｐｐｍを含有する液状熱硬化性ポリオルガノシロキサン（１）を得た。
なお、この液状熱硬化性ポリオルガノシロキサン（１）の屈折率は、１．４１であった。
［２．樹脂成形体用材料の調製、反射率測定用試験片の作製］
（Ａ）上記で得られた液状熱硬化性ポリオルガノシロキサン（１）６０重量部、（Ｂ）白色顔料として一次粒子径０．３μｍ、二次粒子の中心粒径Ｄ50１．２μｍ、アスペクト比１．４８のα結晶形破砕状アルミナを３５重量部、（Ｅ）流動性調整剤としてシリカ微粒子「ＡＥＲＯＳＩＬ ＲＸ２００」（比表面積１４０ｍ2／ｇ）を５重量部の割合で配合し、自転公転式ミキサーを用いた攪拌により白色顔料とシリカ微粒子を前記（１）に分散させ、白色の樹脂成形体用材料を得た。これらの材料を、熱プレス機にて１８０℃、１０ｋｇ／ｃｍ2、硬化時間２４０秒の条件で硬化させ、直径１３ｍｍ、厚さ４１０μｍの実施例１の円形の試験片（テストピース）を得た。
比較例１のポリフタルアミド樹脂については、ソルベイアドバンストポリマーズ株式会社製アモデルＡ４１２２の２ｍｍ厚のテストパネルを約１０ｍｍ角の大きさに切り出したものを、試験片（テストピース）とした。
（Ａ）上記で得られた液状熱硬化性ポリオルガノシロキサン（１）６０重量部、（Ｂ）白色顔料として一次粒子径０．３μｍ、二次粒子の中心粒径Ｄ50１．２μｍ、アスペクト比１．４８のα結晶形破砕状アルミナを３５重量部、（Ｅ）流動性調整剤としてシリカ微粒子「ＡＥＲＯＳＩＬ ＲＸ２００」（比表面積１４０ｍ2／ｇ）を５重量部の割合で配合し、自転公転式ミキサーを用いた攪拌により白色顔料とシリカ微粒子を前記（１）に分散させ、白色の樹脂成形体用材料を得た。これらの材料を、熱プレス機にて１８０℃、１０ｋｇ／ｃｍ2、硬化時間２４０秒の条件で硬化させ、直径１３ｍｍ、厚さ４１０μｍの実施例１の円形の試験片（テストピース）を得た。
比較例１のポリフタルアミド樹脂については、ソルベイアドバンストポリマーズ株式会社製アモデルＡ４１２２の２ｍｍ厚のテストパネルを約１０ｍｍ角の大きさに切り出したものを、試験片（テストピース）とした。
［３．白色顔料の一次粒子径、および一次粒子のアスペクト比の測定方法］
実施例で用いた白色顔料（アルミナ粉体）のＳＥＭ観察により一次粒子径を計測した。粒子径にばらつきがある場合は、数点（例えば１０点）をＳＥＭ観察し、その平均値を粒子径としてもとめた。特にばらつきが大きく、例えば、極微量含まれる微小粒子や粗大粒子を除き、小粒径と大粒径の差が５倍程度以上あるような場合には、その最大値および最小値を記録した。また、長軸長さ(最大長径)と短軸長さ（長径に垂直方向で最も長い部分の長さ）も計測し、一次粒子径については長軸の長さを採用し、長軸長さ(最大長径)を短軸長さ（長径に垂直方向で最も長い部分の長さ）で除した値をアスペクト比とした。
実施例で用いた白色顔料（アルミナ粉体）のＳＥＭ観察により一次粒子径を計測した。粒子径にばらつきがある場合は、数点（例えば１０点）をＳＥＭ観察し、その平均値を粒子径としてもとめた。特にばらつきが大きく、例えば、極微量含まれる微小粒子や粗大粒子を除き、小粒径と大粒径の差が５倍程度以上あるような場合には、その最大値および最小値を記録した。また、長軸長さ(最大長径)と短軸長さ（長径に垂直方向で最も長い部分の長さ）も計測し、一次粒子径については長軸の長さを採用し、長軸長さ(最大長径)を短軸長さ（長径に垂直方向で最も長い部分の長さ）で除した値をアスペクト比とした。
［４．白色顔料の二次粒子の中心粒径Ｄ50の測定方法］
１０〜２０ｍｇの白色顔料（アルミナ粉体）に０．２％のポリリン酸ナトリウム水溶液１０ｇを加え、超音波振動でアルミナを分散させた。この分散液を用いて白色顔料の二次粒子の体積基準の中心粒径Ｄ50を日機装株式会社製 マイクロトラックＭＴ３０００IIにて測定した。なお、中心粒径Ｄ50は、積算％の体積基準粒度分布曲線が５０％の横軸と交差するポイントの粒子径をいう。
１０〜２０ｍｇの白色顔料（アルミナ粉体）に０．２％のポリリン酸ナトリウム水溶液１０ｇを加え、超音波振動でアルミナを分散させた。この分散液を用いて白色顔料の二次粒子の体積基準の中心粒径Ｄ50を日機装株式会社製 マイクロトラックＭＴ３０００IIにて測定した。なお、中心粒径Ｄ50は、積算％の体積基準粒度分布曲線が５０％の横軸と交差するポイントの粒子径をいう。
［５．試験片の反射率測定］
上記実施例１および比較例１の各試験片について、コニカミノルタ社製ＳＰＥＣＴＲＯＰＨＯＴＯＭＥＴＥＲ ＣＭ−２６００ｄを用いて測定径６ｍｍにて３６０ｎｍから７４０ｎｍの波長における反射率を測定した。リード電極単独の反射率の値と合わせて、測定結果を図１０、表１に示す。本発明の樹脂成形体用材料は、従来のパッケージ材であるポリフタルアミド樹脂やＬＥＤ用に多用される銀メッキ銅リードフレーム（リード）よりもバインダとして用いている樹脂及び反射材フィラーの種類・粒子径に由来し反射率高いため、長期使用時に着色劣化しやすい銀メッキ表面の電極露出面積を少なくすることが可能である。
前記の試験片を液体窒素で凍結した状態でミクロトームにより切削し、パッケージ断面のＳＥＭ観察を行った。断面に露出したアルミナの一次粒子径は０．３μｍ、一次粒子のアスペクト比は１．４８であった。
上記実施例１および比較例１の各試験片について、コニカミノルタ社製ＳＰＥＣＴＲＯＰＨＯＴＯＭＥＴＥＲ ＣＭ−２６００ｄを用いて測定径６ｍｍにて３６０ｎｍから７４０ｎｍの波長における反射率を測定した。リード電極単独の反射率の値と合わせて、測定結果を図１０、表１に示す。本発明の樹脂成形体用材料は、従来のパッケージ材であるポリフタルアミド樹脂やＬＥＤ用に多用される銀メッキ銅リードフレーム（リード）よりもバインダとして用いている樹脂及び反射材フィラーの種類・粒子径に由来し反射率高いため、長期使用時に着色劣化しやすい銀メッキ表面の電極露出面積を少なくすることが可能である。
前記の試験片を液体窒素で凍結した状態でミクロトームにより切削し、パッケージ断面のＳＥＭ観察を行った。断面に露出したアルミナの一次粒子径は０．３μｍ、一次粒子のアスペクト比は１．４８であった。
［６．樹脂成形体用材料の粘度測定］
実施例１の樹脂成形体用材料について、レオメトリクス社製ＲＭＳ−８００にてパラレルプレートを用い、測定温度２５℃で粘度測定を行った。
その結果を表２、および図１１に示す。実施例１の材料は、２５℃における剪断速度１ｓ-1および１００ｓ-1での粘度、並びにその傾きが樹脂成形体の液状射出成形に適していることがわかる。
実施例１の樹脂成形体用材料について、レオメトリクス社製ＲＭＳ−８００にてパラレルプレートを用い、測定温度２５℃で粘度測定を行った。
その結果を表２、および図１１に示す。実施例１の材料は、２５℃における剪断速度１ｓ-1および１００ｓ-1での粘度、並びにその傾きが樹脂成形体の液状射出成形に適していることがわかる。
［７．パッケージの液状射出成形］
実施例１の樹脂成形体用材料を用いて、全面銀メッキした銅リードフレームと共に液状射出成形により図１及び図２の実施形態の形状を有する半導体発光装置用パッケージを成形する。なお、成形は金型温度１７０℃、硬化時間２０秒の条件で行う。
実施例１の樹脂成形体用材料を用いて、全面銀メッキした銅リードフレームと共に液状射出成形により図１及び図２の実施形態の形状を有する半導体発光装置用パッケージを成形する。なお、成形は金型温度１７０℃、硬化時間２０秒の条件で行う。
[８．封止材の製造]
モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製両末端シラノールジメチルシリコーンオイルＸＣ９６−７２３を３８５ｇ、メチルトリメトキシシランを１０．２８ｇ、及び、触媒としてジルコニウムテトラアセチルアセトネート粉末０．７９１ｇを、攪拌翼と、分留管、ジムロートコンデンサ及びリービッヒコンデンサとを取り付けた５００ｍｌ三つ口フラスコ中に計量し、室温にて１５分間触媒の粗大粒子が溶解するまで攪拌した。この後、反応液を１００℃まで昇温して触媒を完全溶解し、ジムロートコンデンサを用いて１００℃全還流下で３０分間５００ｒｐｍで攪拌しつつ初期加水分解を行った。
モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製両末端シラノールジメチルシリコーンオイルＸＣ９６−７２３を３８５ｇ、メチルトリメトキシシランを１０．２８ｇ、及び、触媒としてジルコニウムテトラアセチルアセトネート粉末０．７９１ｇを、攪拌翼と、分留管、ジムロートコンデンサ及びリービッヒコンデンサとを取り付けた５００ｍｌ三つ口フラスコ中に計量し、室温にて１５分間触媒の粗大粒子が溶解するまで攪拌した。この後、反応液を１００℃まで昇温して触媒を完全溶解し、ジムロートコンデンサを用いて１００℃全還流下で３０分間５００ｒｐｍで攪拌しつつ初期加水分解を行った。
続いて留出ラインをリービッヒコンデンサ側に切り替えて、窒素をＳＶ２０で液中に吹き込み生成メタノール及び水分、副生する低沸点ケイ素化合物を窒素に随伴させて留去しつつ１００℃、５００ｒｐｍにて１時間攪拌した。窒素をＳＶ２０で液中に吹き込みながらさらに１３０℃に昇温、保持しつつ５時間重合反応を継続し、粘度１２０ｍＰａ・ｓの反応液を得た。なお、「ＳＶ」は「Ｓｐａｃｅ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ」の略称であり、単位時間当たりの窒素吹き込み体積比（対反応液体積）を指す。
窒素の吹き込みを停止し反応液をいったん室温まで冷却した後、ナス型フラスコに反応液を移し、ロータリーエバポレーターを用いてオイルバス上１２０℃、圧力１ｋＰａで５０分間、微量に残留しているメタノール及び水分、低沸点ケイ素化合物を留去し、粘度２３０ｍＰａ・ｓ、屈折率１．４１の無溶剤の封止材液を得た。
窒素の吹き込みを停止し反応液をいったん室温まで冷却した後、ナス型フラスコに反応液を移し、ロータリーエバポレーターを用いてオイルバス上１２０℃、圧力１ｋＰａで５０分間、微量に残留しているメタノール及び水分、低沸点ケイ素化合物を留去し、粘度２３０ｍＰａ・ｓ、屈折率１．４１の無溶剤の封止材液を得た。
[９．発光装置の製造]
[９−１．発光装置の組み立て]
実施例１及び比較例１のパッケージを用い、次のようにして各々３種の発光装置を組み立てる。３６０ｎｍ、４０６ｎｍ、４６０ｎｍの発光波長を有する半導体発光素子１個（定格電流２０ｍＡ）をパッケージの凹部に露出しているインナーリード上の所定位置にシリコーンダイボンド材（信越化学工業（株）製 ＫＥＲ−３０００−Ｍ２）を介して設置した後、該シリコーンダイボンド材を１００℃で１時間、さらに１５０℃で２時間硬化させる。こうして半導体発光素子をパッケージ上に搭載した後、金線で該パッケージのリード電極と半導体発光素子を接続する。
[９−１．発光装置の組み立て]
実施例１及び比較例１のパッケージを用い、次のようにして各々３種の発光装置を組み立てる。３６０ｎｍ、４０６ｎｍ、４６０ｎｍの発光波長を有する半導体発光素子１個（定格電流２０ｍＡ）をパッケージの凹部に露出しているインナーリード上の所定位置にシリコーンダイボンド材（信越化学工業（株）製 ＫＥＲ−３０００−Ｍ２）を介して設置した後、該シリコーンダイボンド材を１００℃で１時間、さらに１５０℃で２時間硬化させる。こうして半導体発光素子をパッケージ上に搭載した後、金線で該パッケージのリード電極と半導体発光素子を接続する。
[９−２．半導体発光素子の封止]
９−１にて製造した発光装置のパッケージ凹部へ、開口部上縁と同じ高さになるように前述の封止材を滴下した後、恒温器にて９０℃×２時間、次いで１１０℃×１時間、１５０℃×３時間の加熱硬化を行い半導体発光素子を透明（クリア）封止し、実施例１、比較例１のパッケージ各々について３６０ｎｍ、４０６ｎｍ、４６０ｎｍの発光素子を有する３種の半導体発光装置を得る。
９−１にて製造した発光装置のパッケージ凹部へ、開口部上縁と同じ高さになるように前述の封止材を滴下した後、恒温器にて９０℃×２時間、次いで１１０℃×１時間、１５０℃×３時間の加熱硬化を行い半導体発光素子を透明（クリア）封止し、実施例１、比較例１のパッケージ各々について３６０ｎｍ、４０６ｎｍ、４６０ｎｍの発光素子を有する３種の半導体発光装置を得る。
本発明によれば、屋内外の照明器具、ディスプレイ、携帯電話や液晶テレビ、デジタルサイネージなどのバックライト、カメラのフラッシュライト、前照灯などの車載照明、検査用や医療用の照明、植物工場などの各種照明用光源として好適に利用することができる、半導体発光装置が提供される。
１，１Ａ〜１Ｆ 半導体発光装置
１０ （半導体発光装置用樹脂）パッケージ
１０ａ 基台
１１ 第１のリード
１１ａ 第１のインナーリード部
１１ｂ 第１のアウターリード部
１２ 第２のリード
１２ａ 第２のインナーリード部
１２ｂ 第２のアウターリード部
１３ （半導体発光装置用）樹脂成形体
１３ａ （樹脂成形体の）連結部
１４ 凹部
１４ａ 底面
１４ｂ 側面
２０ 発光素子
２０ａ 保護素子
２１ 第１の電極
２２ 第２の電極
３０ 封止材
４０ ワイヤ
５０ａ，５０ｂ 絶縁体
６０ 蛍光体層
７０ 配線基板
８０ ベース基板
１００ 下金型
１１０ 上金型
１０ （半導体発光装置用樹脂）パッケージ
１０ａ 基台
１１ 第１のリード
１１ａ 第１のインナーリード部
１１ｂ 第１のアウターリード部
１２ 第２のリード
１２ａ 第２のインナーリード部
１２ｂ 第２のアウターリード部
１３ （半導体発光装置用）樹脂成形体
１３ａ （樹脂成形体の）連結部
１４ 凹部
１４ａ 底面
１４ｂ 側面
２０ 発光素子
２０ａ 保護素子
２１ 第１の電極
２２ 第２の電極
３０ 封止材
４０ ワイヤ
５０ａ，５０ｂ 絶縁体
６０ 蛍光体層
７０ 配線基板
８０ ベース基板
１００ 下金型
１１０ 上金型
Claims (19)
- 第１のリードと、第２のリードと、第１のリード及び第２のリードと一体的に成形されてなる樹脂成形体とを有してなる半導体発光装置用樹脂パッケージであって、
該樹脂パッケージは底面と側面とを有する凹部が形成されており、その凹部の底面から第１のリード及び第２のリードが露出しているとともに、該樹脂パッケージが半導体発光素子を載置するための基台を有しており、
かつ前記樹脂成形体は、（Ａ）ポリオルガノシロキサン、（Ｂ）一次粒子のアスペクト比が１．２以上２．５以下、一次粒子径が０．１μｍ以上２．０μｍ以下の白色顔料、および（Ｃ）硬化触媒を含有する組成物から形成されていることを特徴とする半導体発光装置用樹脂パッケージ。 - 前記樹脂成形体が、液状射出成形（ＬＩＭ）法により成形されたものであることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置用樹脂パッケージ。
- 前記（Ｂ）白色顔料の二次粒子の中心粒径が、０．０２μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体発光装置用樹脂パッケージ。
- 前記（Ｂ）白色顔料が、アルミナ及び／又はチタニアであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体発光装置用樹脂パッケージ。
- 前記（Ａ）ポリオルガノシロキサンが、付加重合硬化タイプのポリオルガノシロキサンである請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体発光装置用樹脂パッケージ。
- 前記樹脂成形体を形成する組成物が、フィラー、拡散剤、蛍光物質、反射性物質、遮光性物質、紫外線吸収剤、及び酸化防止剤からなる群から選ばれる少なくとも１種の材料を含む組成物であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の半導体発光装置用樹脂パッケージ。
- 半導体発光装置用樹脂パッケージ凹部の側面末端部分が、稜角部を有していないことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の半導体発光装置用樹脂パッケージ。
- 前記基台の底面が、半導体発光装置用樹脂パッケージから露出されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の半導体発光装置用樹脂パッケージ。
- 請求項１から８のいずれか１項に記載の半導体発光装置用樹脂パッケージの基台に半導体発光素子が載置され、該発光素子が第１及び第２のリードと電気的に接続されており、かつ前記発光素子が、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂及びアクリレート樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種の樹脂を主成分として含む組成物からなる封止材により封止されていることを特徴とする半導体発光装置。
- 前記封止材が、フィラー、拡散剤、蛍光物質、反射性物質、紫外線吸収剤及び酸化防止剤からなる群から選ばれる少なくとも１種の材料を含む組成物から形成されていることを特徴とする請求項９に記載の半導体発光装置。
- 前記第１のリード又は第２のリードに保護素子が載置されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の半導体発光装置。
- 第１のリードと第２のリードとを一体成形してなる、底面と側面とを持つ凹部が形成された、基台を有する半導体発光装置用樹脂パッケージの製造方法であって、
上金型及び／又は下金型が該樹脂パッケージの形状に対応する凹みを形成しており、第１のリード電極は第１のインナーリード部と第１のアウターリード部とを有しており、第２のリード電極は第２のインナーリード部と第２のアウターリード部を有しており、かつ樹脂パッケージの凹部の底面に相当する第１のインナーリード部と第２のインナーリード部並びに第１のアウターリード部と第２のアウターリード部を上金型と下金型とで挟み込む第１の工程と、
上金型と下金型の前記凹みで形成される空間部分に、（Ａ）ポリオルガノシロキサン、（Ｂ）一次粒子のアスペクト比が１．２以上２．５以下、一次粒子径が０．１μｍ以上２．０μｍ以下の白色顔料、および（Ｃ）硬化触媒を含む液状熱硬化性樹脂組成物を射出して充填する第２の工程と、
充填された熱硬化性樹脂を加熱して硬化し、樹脂パッケージを成形する第３の工程と、を少なくとも有し、かつ、前記基台は下記（ｉ），（ｉｉ）のいずれかの方法で形成されることを特徴とする、液状射出成形法による半導体発光装置用樹脂パッケージの製造方法。
（ｉ）前記第１の工程にて、前記第１のリード及び第２のリードに加えて基台も金型内に挿入されて一体成形する方法
（ｉｉ）前記上金型及び／又は下金型が該基台の形状に対応する凸部を更に有しており、それにより形成された成形体の空洞部分に前記第３の工程後に基台を嵌入する方法 - 前記（Ａ）ポリオルガノシロキサンが、付加重合硬化タイプのポリオルガノシロキサンである請求項１２に記載の樹脂パッケージの製造方法。
- 第２の工程が、液状射出成形機を用いて行われ、かつ、射出成形圧力が１０ｋｇ／ｃｍ2以上１２００ｋｇ／ｃｍ2以下であることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の樹脂パッケージの製造方法。
- 第２の工程が、液状射出成形機を用いて行われ、かつ、液状射出成形機のシリンダー温度が０℃以上１００℃以下であることを特徴とする請求項１２から１４のいずれか１項に記載の樹脂パッケージの製造方法。
- 液状射出成形時の硬化温度及び時間がそれぞれ、１２０℃以上２３０℃以下及び３秒以上１０分間以下であることを特徴とする請求項１２から１５のいずれか１項に記載の樹脂パッケージの製造方法。
- 液状射出成形に用いる（Ａ）ポリオルガノシロキサン、（Ｂ）一次粒子のアスペクト比が１．２以上２．５以下、一次粒子径が０．１μｍ以上２．０μｍ以下の白色顔料、および（Ｃ）硬化触媒を含有する液状熱硬化性樹脂組成物の粘度が、２５℃、剪断速度１００／ｓの条件で、１０Ｐａ・ｓ以上１００００Ｐａ・ｓ以下である請求項１２から１６のいずれか１項に記載の樹脂パッケージの製造方法。
- 請求項１から８のいずれか１項に記載の樹脂パッケージを用いる半導体発光装置の製造方法であって、
前記樹脂パッケージの基台に半導体発光素子を載置し、該発光素子の第１の電極と第１のインナーリードとを電気的に接続し、かつ該発光素子の第２の電極と第２のインナーリードとを電気的に接続する第１の工程と、
該樹脂パッケージの凹部に、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂及びアクリレート樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種の樹脂を主成分として含む組成物を装入する第２の工程と、
前記組成物を加熱して硬化し、発光素子を封止する第３の工程と、
を有することを特徴とする、半導体発光装置の製造方法。 - 前記第１のリード又は第２のリードに、保護素子を載置する工程を、前記第１の工程の前又は後に有することを特徴とする請求項１８に記載の半導体発光装置の製造方法。
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