JPWO2007142018A1 - 光半導体素子搭載用パッケージおよびこれを用いた光半導体装置 - Google Patents

光半導体素子搭載用パッケージおよびこれを用いた光半導体装置 Download PDF

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Abstract

樹脂成形体とリード電極との接着性が良好で、信頼性に優れる光半導体素子搭載用パッケージおよびこれを用いた光半導体装置を提供することをその目的とし、これを解決するために、光半導体素子搭載領域となる凹部を有する光半導体素子搭載用パッケージであって、少なくとも前記凹部側面を形成する、熱硬化性光反射用樹脂組成物からなる樹脂成形体と、前記凹部底面の一部を形成するように対向して配置された少なくとも一対の正および負のリード電極と、を一体化してなり、前記樹脂成形体と前記リード電極の接合面に隙間がないことを特徴とする光半導体素子搭載用パッケージおよびこれを用いた光半導体装置を提供する。

Description

本発明は、光半導体素子と蛍光体などの波長変換手段とを組み合わせた光半導体装置を製造する上で有用な光半導体素子搭載用パッケージ、およびこれを用いた光半導体装置に関する。
近年、光半導体装置の小型・薄型化を目的として、図３に示すような構造を有する表面実装（ＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅｍｏｕｎｔｅｄ ｄｅｖｉｃｅ））タイプの光半導体装置（発光装置）がリードタイプの光半導体装置に代わって多く使用されるようになっている。この表面実装タイプの光半導体装置は、通常、光半導体素子搭載用領域となる凹部を有する樹脂成形体４０３と正負のリード電極４０４が一体化した光半導体素子搭載用パッケージの凹部底面に、ダイボンド材４０６を介して光半導体素子（ＬＥＤなど）４００を搭載し、当該光半導体素子４００とリード電極４０４をボンディングワイヤ４０１で電気的に接続した後、凹部に蛍光体４０５を含む透明封止樹脂４０２を充填し、光半導体素子４００を封止することにより製造される。また、上記光半導体素子搭載用パッケージは、通常、リード電極を成形金型により挟み込み、閉じられた金型内に溶融した熱可塑性樹脂組成物を注入した後、室温に戻して当該樹脂組成物を硬化させ、これらを一体化することにより製造される。日本国特開２００２−２８０６１６号公報、日本国特開２００４−０５５６３２号公報および日本国特開２００４−３４２７８２号公報には、凹部を有する樹脂成形体と正負のリード電極とが一体化した光半導体素子搭載用パッケージを用いてなるＳＭＤタイプのＬＥＤ装置が開示されている。
近年、光半導体装置は、その利用分野の広がりと共に厳しい使用条件のもとで使用されることが多くなってきており、これまで以上に高い信頼性を有することが求められている。しかし、前述の樹脂成形体の作製に一般的に用いられる熱可塑性樹脂組成物は、その線膨張率（２０〜１２０ｐｐｍ／℃）が、リード電極として一般的に使用される銅の線膨張率（約１７ｐｐｍ／℃）と比較して大きいため、これらを一体化する際に大きな応力が発生し、その結果、樹脂成形体とリード電極の接着性が低下し、これらの間に数十μｍオーダーの隙間が生じてしまう。また、樹脂成形体とリード電極の接着性が低いと、リード電極のアウターリードを折り曲げる工程において加わる応力によってもこれらの間に隙間が生じてしまい、光半導体装置の信頼性が低下しまう。
また、金型に樹脂組成物を注入し樹脂成形体を作製する際に射出成型を適用すると、樹脂の射出圧力によって金型が僅かに変形したりずれたりすることがあり、この場合、金型の合わせ目の沿って隙間が生じ、光半導体素子搭載用パッケージ側面に樹脂バリ（パーティングライン）が生じてしまう。この樹脂バリは、フォーミング工程において障害となり、光半導体装置を小型化するためにアウターリードを樹脂成形体の外側面に精度良く沿わせて加工することが非常に困難となる。また、この際にリード電極と樹脂成形体との界面に縦方向に応力がかかり、横方向に延びたバリの先端部分から前記界面に隙間が生じてしまう。さらに、樹脂バリが剥がれる恐れもあり、当該樹脂バリの剥がれは、パッケージのクラック要因となり、当該クラックから水分や不純物が侵入し、光半導体装置の信頼性がひどく低下してしまう。また、深くバリが剥がれた場合には空壁が生じ外観不良となる。
また、近年では、紫外領域などに発光ピーク波長を有する光半導体素子が開発され、この素子についてもＳＭＤタイプのＬＥＤへの適用が期待されているが、紫外領域付近の光はエネルギーが高いため、樹脂成形体の凹部内周面（リフレクタ−）が劣化し易く、さらに、当該内周面の劣化が進むと可視光の反射率も低下してしまうという問題がある。
上記に鑑みて、本発明は、樹脂成形体とリード電極との接着性が良好で、信頼性に優れる光半導体素子搭載用パッケージ、およびこれを用いた光半導体装置を提供することをその目的とするものである。
また、本発明の他の目的は、硬化後の、可視光から近紫外光の反射率が高く、耐光・耐熱劣化性に優れた凹部（リフレクタ−）を有する光半導体素子搭載用パッケージ、およびこれを用いた光半導体装置を提供することである。
すなわち、本発明は、下記（１）〜（１２）の事項をその特徴とするものである。
（１）光半導体素子搭載領域となる凹部を有する光半導体素子搭載用パッケージであって、少なくとも前記凹部側面を形成する、熱硬化性光反射用樹脂組成物からなる樹脂成形体と、前記凹部底面の一部を形成するように対向して配置された少なくとも一対の正および負のリード電極と、を一体化してなり、前記樹脂成形体と前記リード電極の接合面に隙間がないことを特徴とする光半導体素子搭載用パッケージ。
（２）前記樹脂成形体と前記正負の両リード電極との一体化がトランスファー成形により行われたことを特徴とする上記（１）に記載の光半導体素子搭載用パッケージ。
（３）前記熱硬化性光反射用樹脂組成物が、フィラーを含むことを特徴とする上記（１）または（２）に記載の光半導体素子搭載用パッケージ。
（４）前記熱硬化性光反射用樹脂組成物は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機充填剤、（Ｅ）白色顔料、（Ｆ）カップリング剤を成分として含み、熱硬化後の、波長３５０ｎｍ〜８００ｎｍにおける光反射率が８０％以上で、かつ常温（０〜３５℃）で加圧成形が可能な樹脂組成物であることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の光半導体素子搭載用パッケージ。
（５）前記（Ｄ）無機充填剤が、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウムからなる群の中から選ばれる少なくとも１種以上であることを特徴とする上記（４）に記載の光半導体素子搭載用パッケージ。
（６）前記（Ｅ）白色顔料が、無機中空粒子であることを特徴とする上記（４）または（５）に記載の光半導体素子搭載用パッケージ。
（７）前記（Ｅ）白色顔料の平均粒径が、０．１〜５０μｍの範囲にあることを特徴とする上記（４）〜（６）のいずれかに記載の光半導体素子搭載用パッケージ。
（８）前記（Ｄ）無機充填剤と前記（Ｅ）白色顔料を合計量が、前記熱硬化性光反射用樹脂組成物全体に対して７０体積％〜８５体積％であることを特徴とする上記（４）〜（７）のいずれかに記載の光半導体素子搭載用パッケージ。
（９）前記熱硬化性光反射用樹脂組成物のスパイラルフローが、５０ｃｍ以上３００ｃｍ以下であることを特徴とする上記（１）〜（８）のいずれかに記載の光半導体素子搭載用パッケージ。
（１０）前記熱硬化性光反射用樹脂組成物の円板フローが、５０ｍｍ以上であることを特徴とする上記（１）〜（９）のいずれかに記載の光半導体素子搭載用パッケージ。
（１１）前記熱硬化性光反射用樹脂組成物の線膨張係数が、１０〜３０ｐｐｍ／℃であることを特徴とする上記（１）〜（１０）のいずれかに記載の光半導体素子搭載用パッケージ。
（１２）上記（１）〜（１１）のいずれかに記載の光半導体素子搭載用パッケージと、前記パッケージにおける凹部底面に搭載された光半導体素子と、前記凹部内の光半導体素子を覆う透明封止樹脂層と、を有することを特徴とする光半導体装置。
本発明によれば、樹脂成形体とリード電極との接着性が良好で、信頼性に優れる光半導体素子搭載用パッケージ、およびこれを用いた光半導体装置を提供することが可能となり、さらには、硬化後の、可視光から近紫外光の反射率が高く、耐光・耐熱劣化性に優れた凹部を有する光半導体素子搭載用パッケージ、およびこれを用いた光半導体装置を提供することも可能となる。
なお、上記本発明において、樹脂成形体とリード電極の接合面に「隙間がない」とは、樹脂成形体とリード電極が接する界面をＳＥＭや金属顕微鏡等を用いて倍率２００倍で観察したとき、当該界面に隙間が観察されない状態を意味する。
また、本出願は、同出願人により先にされた日本国特許出願第２００６−１５４６５２号（出願日２００６年６月２日）に基づく優先権主張を伴うものであって、これらの明細書を参照のためにここに組み込むものとする。
本発明の光半導体素子搭載用パッケージの一実施形態を示す斜視図と断面図である。 本発明の光半導体装置の一実施形態を示す断面図である。 一般的なＳＭＤタイプのＬＥＤ（光半導体装置）を示す断面図である。 本発明の光半導体素子搭載用パッケージのリード電極端部の好ましい構造を示す断面図である。
本発明の光半導体素子搭載用パッケージは、光半導体素子搭載領域となる凹部を有する光半導体素子搭載用パッケージであって、少なくとも前記凹部側面を形成する、熱硬化性光反射用樹脂組成物からなる樹脂成形体と、前記凹部底面の一部を形成するように対向して配置された少なくとも一対の正および負のリード電極と、を一体化してなり、前記樹脂成形体と前記リード電極の接合面に隙間がないことを特徴とするものである。なお、正のリード電極の一端と負のリード電極の一端は、それぞれの表面（主面）が露出して凹部の底面を形成するように互いに対向して配置され、その間は成形樹脂により分離されていることが望ましい。また、正のリード電極の他端と負のリード電極の他端は、樹脂成形体との一体化直後には、樹脂成形体側面から突き出すように設けられ、その突き出したアウタ・リード部は、例えば、図３に示すようにパッケージ成形体の接合面の内側に折り曲げられ、Ｊ−ベンド（Ｂｅｎｄ）型の正負の接続端子部となることが望ましい。勿論、本発明における接続端子部の構造は、Ｊ−ベンド（Ｂｅｎｄ）型に限られるものではなく、ガルウィング型等の他の構造であってもよい。
以下、本発明の光半導体素子搭載用パッケージの各構成、製造方法ならびに当該パッケージを用いた光半導体装置について詳述する。
（リード電極）
リード電極は、例えば、鉄入り銅等の高熱伝導体を用いて構成することができ、例えば、０．１５ｍｍ厚の銅合金属からなる長尺金属板をプレスにより打ち抜き加工することで形成できる。また、リード電極の酸化防止等のために、リード電極の表面に銀、アルミ、金、パラジウムもしくはこれらの合金等の金属めっきを施してもよい。また、発光素子からの光反射率を向上させるために、リード電極の表面を平滑にすることが好ましい。また、リード電極の面積はできるだけ大きくすることが好ましく、これにより放熱性を高め、配置される発光素子の温度上昇を効果的に抑制することができ、さらには、発光素子に比較的多くの電力を投入することが可能となり光出力を向上させることができる。
また、本発明において、少なくとも一対のリード電極は、パッケージの凹部底面の一部を形成するように対向して配置されているが、当該対向するリード電極端部における背面と側面との交わる角は曲線を帯びていることが好ましい（図４のＲ１参照。なお、リード電極の背面とは、パッケージの凹部底面にて露出する面（主面）の裏面である）。このように、成形樹脂が注入される方向に合わせてリード電極端部に丸みを設けると、成形樹脂の流れがスムーズとなり、リード電極間に成型樹脂が隙間なく充填され易くなり、リード電極間を確実に分離することができ、また、リード電極と成形樹脂体との密着性が強化される。さらに、樹脂成形体とリード電極との接合ラインが曲線を帯びるため、接合ラインにおける応力集中が回避され、パッケージ・クラックの発生を抑制することができる。
一方、対向するリード電極端部における主面と側面との交わる角は鋭角に盛り上がっていることが好ましい（図４のＲ２参照）。これにより、成形樹脂がリード電極間からリード電極主面上へ流出することを効果的に阻止することができ、発光素子のダイボンディン不良やワイヤーボンディング不良を防止することができる。また、リード電極と成形樹脂との密着性が向上し、これらの界面での剥離を抑制することができる。
（樹脂成形体）
本発明のパッケージにおける樹脂成形体は、熱硬化性光反射用樹脂組成物を成形したものであることが好ましい。また、熱硬化性光反射用樹脂組成物には、フィラーが含まれていることが好ましい。更に、熱硬化性光反射用樹脂組成物は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機充填剤、（Ｅ）白色顔料、（Ｆ）カップリング剤を成分として含むものであることが好ましい。
上記（Ａ）エポキシ樹脂は、電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料で一般に使用されているものを用いることができ、それを例示すればフェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂をはじめとするフェノール類とアルデヒド類のノボラック樹脂をエポキシ化したもの、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、アルキル置換ビフェノール等のジグリシジエーテル、ジアミノジフェニルメタン、イソシアヌル酸等のポリアミンとエピクロルヒドリンの反応により得られるグリシジルアミン型エポキシ樹脂、オレフィン結合を過酢酸等の過酸で酸化して得られる線状脂肪族エポキシ樹脂、及び脂環族エポキシ樹脂等があり、これらを適宜何種類でも併用することができる。また、これらのうち比較的着色のないものが好ましく、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレートを挙げることができる。
上記（Ｂ）硬化剤としては、エポキシ樹脂と反応するものであれば、特に制限なく用いることができるが、比較的着色のないものが好ましい。例えば、酸無水物系硬化剤、フェノール系硬化剤などが挙げられる。酸無水物系硬化剤としては、例えば、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、無水ナジック酸、無水グルタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸などが挙げられる。これら酸無水物系硬化剤の中では、無水フタル酸、へキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸を用いることが好ましい。酸無水物系硬化剤は、その分子量が、１４０〜２００程度のものが好ましく、また、無色ないし淡黄色の酸無水物が好ましい。これらの硬化剤は単独で用いても、二種以上併用しても良い。エポキシ樹脂と、硬化剤との配合割合は、エポキシ樹脂中のエポキシ基１当量に対して、硬化剤におけるエポキシ基と反応可能な活性基（酸無水基または水酸基）が０．５〜１．５当量、さらには、０．７〜１．２当量となるような割合であることが好ましい。活性基が０．５当量未満の場合には、エポキシ樹脂組成物の硬化速度が遅くなるとともに、得られる硬化体のガラス転移温度が低くなる場合があり、一方、１．５当量を超える場合には、耐湿性が低下する場合がある。
上記（Ｃ）硬化促進剤（硬化触媒）としては、特に限定されるものではなく、例えば、１，８−ジアザ−ビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、トリエチレンジアミン、トリ−２，４，６−ジメチルアミノメチルフェノールなどの３級アミン類、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−メチルイミダゾールなどのイミダゾール類、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラ−ｎ−ブチルホスホニウム−ｏ，ｏ−ジエチルホスホロジチオエートなどのリン化合物、４級アンモニウム塩、有機金属塩類、およびこれらの誘導体などが挙げられる。これらは単独で使用してもよく、あるいは、併用してもよい。これら硬化促進剤（硬化触媒）の中では、３級アミン類、イミダゾール類、リン化合物を用いることが好ましい。上記硬化促進剤の含有率は、エポキシ樹脂１００重量部に対して、０．０１〜８．０重量部であることが好ましく、より好ましくは、０．１〜３．０重量部である。硬化促進剤（硬化触媒）の含有率が、０．０１重量部未満では、充分な硬化促進効果を得られない場合があり、また、８．０重量部を超えると、得られる硬化体に変色が見られる場合がある。
上記（Ｄ）無機充填材としては、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウムからなる群の中から選ばれる少なくとも１種以上を用いることができるが、熱伝導性、光反射特性、成型性、難燃性の点からシリカ、アルミナ、酸化アンチモン、水酸化アルミニウムの混合物が好ましい。また、無機充填材の平均粒径は特に限定されるものではないが、白色顔料とのパッキングが効率良くなるように０．１〜１００μｍの範囲であることが好ましい。
上記（Ｅ）白色顔料としては、特に限定されないが、無機中空粒子であることが好ましく、例えば、珪酸ソーダガラス、アルミ珪酸ガラス、硼珪酸ソーダガラス、アルミナ、シラス等が挙げられる。白色顔料の粒径は、平均粒径が０．１〜５０μｍの範囲にあることが好ましく、これが０．１μｍ未満であると粒子が凝集しやすく分散性が悪くなる場合があり、５０μｍを超えると反射特性が十分に得られなくなる。
上記（Ｅ）白色顔料と（Ｄ）無機充填材の合計充填量（フィラーの充填量）は、熱硬化性光反射用樹脂組成物全体に対して７０体積％〜８５体積％の範囲であることが好ましい。これらフィラーの充填量が７０体積％未満であると光反射特性が十分でなく、８５体積％を超えると成型性が悪くなり基板の作製が困難となる傾向にある。
上記（Ｆ）カップリング剤としてはシラン系カップリング剤やチタネート系カップリング剤等が挙げられ、シランカップリング剤としては、一般にエポキシシラン系、アミノシラン系、カチオニックシラン系、ビニルシラン系、アクリルシラン系、メルカプトシラン系及びこれらの複合系等が任意の付着量で多々用いられる。カップリング剤の種類や処理条件は特に限定しないが、カップリング剤の配合量は、熱硬化性光反射用樹脂組成物中、５重量％以下であることが好ましい。
その他、上記熱硬化性光反射用樹脂組成物には、必要に応じて、酸化防止剤、離型剤、イオン補足剤等を添加してもよい。
以上のような成分を含有する熱硬化性光反射用樹脂組成物は、熱硬化前、室温（０〜３５℃）において、好ましくは加圧成形可能であり、熱硬化後の、波長３５０ｎｍ〜８００ｎｍにおける光反射率が８０％以上であることが好ましい。上記加圧成形は、例えば、室温において、０．５〜２ＭＰａ、１〜５秒程度の条件下で行うことができればよい。また、上記光反射率が８０％未満であると、光半導体装置の輝度向上に十分寄与できない傾向がある。より好ましくは、光反射率が９０％以上である。
また、上記熱硬化性光反射用樹脂組成物のスパイラルフローは、５０ｃｍ以上３００ｃｍ以下であることが好ましく、５０ｃｍ以上２００ｃｍ以下であることがより好ましく、５０ｃｍ以上１５０ｃｍ以下であることが特に好ましい。スパイラルフローが５０ｃｍ未満であると、材料の充填性が悪化し、製品に未充填部が発生しやすくなる。一方、スパイラルフローが３００ｃｍを超えると、ボイドが発生しやすくなり、曲げ強度が低下する傾向にある。また、円板フローは、５０ｍｍ以上であることが好ましく、８０ｍｍ以上であることがより好ましい。円板フローが５０ｍｍ未満であると、リードフレーム間の未充填やボイドが発生しやすくなる。なお、スパイラルフローは、渦巻状の溝のある金型（金型温度１８０℃）へ樹脂組成物を注入し（注入圧力６．９ＭＰａ）、当該樹脂組成物が硬化するまでに充填された渦巻きの長さを測定した値であり、円板フローは、平板２枚の金型（金型温度１８０℃、金型重量８ｋｇ）の間に樹脂組成物を５ｇ配置し、金型の自重で樹脂組成物が濡れ広がる円の直径を測定した値である。
さらに、上記熱硬化性光反射用樹脂組成物の線膨張係数は、１０〜３０ｐｐｍ／℃であることが好ましい。この場合、線膨張係数は、熱硬化性光反射用樹脂組成物の硬化物あるいは成形体として求めることができる。
また、樹脂成形体の形状は、前述のとおり、光半導体素子搭載領域となる凹部を有していればよく、特に限定されないが、凹部側壁（リフレクター）は、光半導体素子からの光を上方へ反射させるような形状であることが望ましい。図１には、樹脂成形体１０３、リード電極１０５、光半導体素子搭載領域となる凹部２００、Ｎｉ／Ａｇめっき１０４を備える本発明の光半導体素子搭載用パッケージ１１０の一実施形態を示す。
（パッケージの製造方法）
本発明の光半導体素子搭載用パッケージの製造方法は、特に限定されないが、熱硬化性光反射用樹脂組成物とリード電極をトランスファー成形により一体成形し、製造することが好ましい。トランスファ成形により成形することで、リード電極と樹脂成形体の間に隙間が生じ難くなる。より具体的には、例えば、リード電極を所定形状の金型に配置し、金型の樹脂注入口から熱硬化性光反射用樹脂組成物を注入し、これを好ましくは金型温度１７０〜１９０℃、成形圧力２〜８ＭＰａで６０〜１２０秒の条件で硬化させ、金型から取り外した後、アフターキュア温度１２０℃〜１８０℃で１〜３時間の条件にて熱硬化させることで製造することができる。
（光半導体装置）
本発明の光半導体装置は、本発明の光半導体素子搭載用パッケージと、光半導体素子搭載用パッケージの凹部底面に搭載される光半導体素子と、光半導体素子を覆うように凹部内に形成される透明封止樹脂層と、を少なくとも備えることを特徴とするものである。
上記光半導体素子（発光素子）は、例えば、パッケージの凹部内底面に露出した負のリード電極又は正のリード電極上に配置され、そのｎ電極と負のリード電極とがワイヤボンディングにより接続され、同様にｐ電極と正のリード電極とがワイヤボンディングにより接続される。また、ｎ電極が発光素子の上部に形成され、ｐ電極が発光素子の下部に形成された素子形態においては、ｐ電極が正のリード電極上に銀ペースト等のダイボンド材により接着され、ｎ電極と負のリード電極がワイヤボンディングにより接続される。このように、リード電極上に発光素子を配置させると発光素子の放熱性が向上され好ましい。ここで、発光素子は、例えば、青色の発光が可能な窒化ガリウム系化合物半導体素子であり、該素子は、例えばサファイア基板上にｎ型層、活性層及びｐ型層を含む窒化物半導体層が形成され、活性層及びｐ型層の一部を除去して露出させたｎ型層の上にｎ電極が形成され、ｐ型層の上にｐ電極が形成されてなる。
上記透明封止樹脂層は、発光素子を外力、水分等から保護することができる。尚、発光素子の電極とリード電極との間をワイヤーで接続する構造においては、ワイヤーを保護する機能も有するものである。また、透明封止樹脂層には、発光素子からの光を効率よく外部に透過させるために高い光の透過性が要求される。透明封止樹脂層に用いる透明封止樹脂の具体的材料としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂等が適しており、さらに、発光素子からの光に対して特定のフィルター効果等を持たす為に着色染料や着色顔料を添加することもできる。
図２には、本発明の光半導体素子搭載用パッケージ１１０の光半導体素子搭載領域（凹部）２００の底部所定位置に光半導体素子１００が搭載され、該光半導体素子１００とリード電極１０５とがボンディングワイヤ１０２やはんだバンプ１０７などの公知の方法により電気的に接続され、該光半導体素子１００が公知の蛍光体１０６を含む透明封止樹脂１０１により覆われている、本発明の光半導体装置の一実施形態を示す。
以下、実施例により本発明を説明する。本発明はこれらの実施例により制限されるものではない。
実施例１
（リードフレーム）
厚さ０．１５ｍｍの銅フレームに、一般的なフォトエッチングプロセスを適用し、リード電極を含む回路を形成した後、当該回路に電解Ａｇめっきを行い、リードフレームとした。
Figure 2007142018
上記組成の材料を、混練温度３０〜４０℃、混練時間１０分の条件でロール混練を行い、熱硬化性光反射用樹脂組成物を作製した。得られた樹脂組成物のスパイラルフローは１４０ｃｍ（硬化時間９０秒）で、円板フローは８５ｍｍ（硬化時間９０秒）であった。また、得られた樹脂組成物の硬化物の光反射率は９０％以上であった。なお、この光反射率は、上記樹脂組成物を、成形型温度１８０℃、成形圧力６．９ＭＰａ、キュア時間９０秒の条件でトランスファー成形した後、１５０℃で２時間ポストキュアすることにより、厚み２．０ｍｍのテストピースとし、これについて積分球型分光光度計Ｖ−７５０型（日本分光株式会社製）を用いて、波長３５０〜８５０ｎｍの条件で測定した値である。
（光半導体素子搭載用パッケージの成形）
上記で得たリードフレームを金型に位置あわせして取り付け、上記で得た熱硬化性光反射用樹脂組成物を金型に注入し、金型温度１８０℃、９０秒間、６．９ＭＰａでトランスファー成型し、素子搭載領域に凹部を有し、かつ当該凹部底面にて正負のリード電極が露出した光半導体搭載用パッケージを作製した。
（光半導体装置の製造）
上記で得た光半導体搭載用パッケージの凹部底面のリード電極にＬＥＤ素子をダイボンド材にて固定し、１５０℃で１時間加熱することによりＬＥＤ素子を端子上に固着した。その後、金線でＬＥＤ素子と端子を電気的に接続した。
ついで、ＬＥＤ素子を覆うように上記凹部に以下の組成の透明封止樹脂をポッティングにより流し込み１５０℃で２時間加熱し硬化させ、光半導体装置（ＳＭＤ型ＬＥＤ）を作製した。
Figure 2007142018
実施例２
Figure 2007142018
上記組成の材料を、混練温度３０〜４０℃、混練時間１０分の条件でロール混練を行い、熱硬化性光反射用樹脂組成物を作製した。得られた樹脂組成物のスパイラルフローは１００ｃｍ（硬化時間９０秒）で、円板フローは５５ｍｍ（硬化時間９０秒）であった。また、得られた樹脂組成物の硬化物の光反射率は９０％以上（３５０〜８５０ｎｍ）であった。
さらに、上記で得た熱硬化性光反射用樹脂組成物を用い、実施例１と同様にして光半導体搭載用パッケージおよび光半導体装置を作製した。
以上のようにして製造された各実施例の光半導体装置は、リードとパッケージの界面の接着力が良好で、当該界面において隙間は確認されなかった。また、８５℃、８５％ＲＨ中、２４時間放置後に樹脂成形体と透明封止樹脂もしくはリード電極との界面における剥離の有無を確認したが、剥離は確認されず、水分の混入もほとんどないことが認められた。したがって、各実施例の光半導体装置は、耐リフロー性や耐マイグレーション性等の信頼性に優れる光半導体装置であるといえる。

Claims (12)

  1. 光半導体素子搭載領域となる凹部を有する光半導体素子搭載用パッケージであって、少なくとも前記凹部側面を形成する、熱硬化性光反射用樹脂組成物からなる樹脂成形体と、前記凹部底面の一部を形成するように対向して配置された少なくとも一対の正および負のリード電極と、を一体化してなり、前記樹脂成形体と前記リード電極の接合面に隙間がないことを特徴とする光半導体素子搭載用パッケージ。
  2. 前記樹脂成形体と前記正負の両リード電極との一体化がトランスファー成形により行われたことを特徴とする請求項１に記載の光半導体素子搭載用パッケージ。
  3. 前記熱硬化性光反射用樹脂組成物が、フィラーを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の光半導体素子搭載用パッケージ。
  4. 前記熱硬化性光反射用樹脂組成物は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機充填剤、（Ｅ）白色顔料、（Ｆ）カップリング剤を成分として含み、熱硬化後の、波長３５０ｎｍ〜８００ｎｍにおける光反射率が８０％以上で、かつ常温（０〜３５℃）で加圧成形が可能な樹脂組成物であることを特徴とする請求項１または２に記載の光半導体素子搭載用パッケージ。
  5. 前記（Ｄ）無機充填剤が、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウムからなる群の中から選ばれる少なくとも１種以上であることを特徴とする請求項４に記載の光半導体素子搭載用パッケージ。
  6. 前記（Ｅ）白色顔料が、無機中空粒子であることを特徴とする請求項４または５に記載の光半導体素子搭載用パッケージ。
  7. 前記（Ｅ）白色顔料の平均粒径が、０．１〜５０μｍの範囲にあることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の光半導体素子搭載用パッケージ。
  8. 前記（Ｄ）無機充填剤と前記（Ｅ）白色顔料を合計量が、前記熱硬化性光反射用樹脂組成物全体に対して７０体積％〜８５体積％であることを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載の光半導体素子搭載用パッケージ。
  9. 前記熱硬化性光反射用樹脂組成物のスパイラルフローが、５０ｃｍ以上３００ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光半導体素子搭載用パッケージ。
  10. 前記熱硬化性光反射用樹脂組成物の円板フローが、５０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の光半導体素子搭載用パッケージ。
  11. 前記熱硬化性光反射用樹脂組成物の線膨張係数が、１０〜３０ｐｐｍ／℃であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の光半導体素子搭載用パッケージ。
  12. 請求項１〜１１のいずれかに記載の光半導体素子搭載用パッケージと、前記パッケージにおける凹部底面に搭載された光半導体素子と、前記凹部内の光半導体素子を覆う透明封止樹脂層と、を有することを特徴とする光半導体装置。
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