KR20140087021A - 반도체 디바이스용 부재, 그리고 반도체 디바이스용 부재 형성액 및 반도체 디바이스용 부재의 제조 방법, 그리고 그것을 이용한 반도체 디바이스용 부재 형성액, 형광체 조성물, 반도체 발광 디바이스, 조명 장치, 및 화상 표시 장치 - Google Patents

반도체 디바이스용 부재, 그리고 반도체 디바이스용 부재 형성액 및 반도체 디바이스용 부재의 제조 방법, 그리고 그것을 이용한 반도체 디바이스용 부재 형성액, 형광체 조성물, 반도체 발광 디바이스, 조명 장치, 및 화상 표시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20140087021A
KR20140087021A KR1020147013991A KR20147013991A KR20140087021A KR 20140087021 A KR20140087021 A KR 20140087021A KR 1020147013991 A KR1020147013991 A KR 1020147013991A KR 20147013991 A KR20147013991 A KR 20147013991A KR 20140087021 A KR20140087021 A KR 20140087021A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
semiconductor device
light emitting
phosphor
semiconductor
present
Prior art date
Application number
KR1020147013991A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101523482B1 (ko
Inventor
하나코 가토
유타카 모리
히로시 고바야시
츠바사 도무라
Original Assignee
미쓰비시 가가꾸 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미쓰비시 가가꾸 가부시키가이샤 filed Critical 미쓰비시 가가꾸 가부시키가이샤
Publication of KR20140087021A publication Critical patent/KR20140087021A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101523482B1 publication Critical patent/KR101523482B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
    • C09K11/7774—Aluminates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/70—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing phosphorus
    • C09K11/72—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing phosphorus also containing halogen, e.g. halophosphates
    • C09K11/73—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing phosphorus also containing halogen, e.g. halophosphates also containing alkaline earth metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7728—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
    • C09K11/7734—Aluminates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7728—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
    • C09K11/7735—Germanates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7728—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
    • C09K11/7737—Phosphates
    • C09K11/7738—Phosphates with alkaline earth metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7728—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
    • C09K11/774—Borates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
    • C09K11/7775—Germanates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
    • C09K11/7781—Sulfates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7783—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals one of which being europium
    • C09K11/7784—Chalcogenides
    • C09K11/7787—Oxides
    • C09K11/7789—Oxysulfides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7783—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals one of which being europium
    • C09K11/7794—Vanadates; Chromates; Molybdates; Tungstates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7783—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals one of which being europium
    • C09K11/7795—Phosphates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/29—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L24/17—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of a plurality of bump connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/56—Materials, e.g. epoxy or silicone resin
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32245—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32245—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/32257—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic the layer connector connecting to a bonding area disposed in a recess of the surface of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48257—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a die pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/49105—Connecting at different heights
    • H01L2224/49107—Connecting at different heights on the semiconductor or solid-state body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/85909—Post-treatment of the connector or wire bonding area
    • H01L2224/8592—Applying permanent coating, e.g. protective coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/16—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations, e.g. centering rings
    • H01L23/18—Fillings characterised by the material, its physical or chemical properties, or its arrangement within the complete device
    • H01L23/24—Fillings characterised by the material, its physical or chemical properties, or its arrangement within the complete device solid or gel at the normal operating temperature of the device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/29—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
    • H01L23/293—Organic, e.g. plastic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01004—Beryllium [Be]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01012—Magnesium [Mg]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01019—Potassium [K]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/0102—Calcium [Ca]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01021—Scandium [Sc]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01025—Manganese [Mn]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01046—Palladium [Pd]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01057—Lanthanum [La]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01063—Europium [Eu]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01066—Dysprosium [Dy]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01067—Holmium [Ho]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01068—Erbium [Er]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01077—Iridium [Ir]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01078—Platinum [Pt]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01079—Gold [Au]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013—Alloys
    • H01L2924/0132—Binary Alloys
    • H01L2924/01322—Eutectic Alloys, i.e. obtained by a liquid transforming into two solid phases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
    • H01L2924/1025—Semiconducting materials
    • H01L2924/10251—Elemental semiconductors, i.e. Group IV
    • H01L2924/10253—Silicon [Si]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12041—LED
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12042—LASER
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/1901—Structure
    • H01L2924/1904—Component type
    • H01L2924/19041—Component type being a capacitor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/507—Wavelength conversion elements the elements being in intimate contact with parts other than the semiconductor body or integrated with parts other than the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/54—Encapsulations having a particular shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Sealing Material Composition (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

내열성, 내광성, 성막성, 밀착성이 우수하여, 장기간 사용해도 크랙이나 박리, 착색을 발생시키지 않고 반도체 디바이스를 봉지하여 형광체를 유지할 수 있는 반도체 디바이스용 부재를 제공한다. 이 때문에, 반도체 디바이스용 부재에 대하여, 소정의 가열 중량감 측정 방법에 따라 측정된 가열 중량감을 50 중량％ 이하로 하고, 또한 소정의 밀착성 평가 방법에 따라 측정된 박리율을 30％ 이하로 한다.

Description

반도체 디바이스용 부재, 그리고 반도체 디바이스용 부재 형성액 및 반도체 디바이스용 부재의 제조 방법, 그리고 그것을 이용한 반도체 디바이스용 부재 형성액, 형광체 조성물, 반도체 발광 디바이스, 조명 장치, 및 화상 표시 장치{SEMICONDUCTOR DEVICE MEMBER, LIQUID FOR FORMING SEMICONDUCTOR DEVICE MEMBER, METHOD FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE MEMBER, AND LIQUID FOR FORMING SEMICONDUCTOR DEVICE MEMBER USING THE METHOD, PHOSPHOR COMPOSITION, SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE, ILLUMINATING APPARATUS AND IMAGE DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 신규 반도체 디바이스용 부재, 그리고 반도체 디바이스용 부재 형성액 및 반도체 디바이스용 부재의 제조 방법, 그리고 반도체 발광 디바이스, 반도체 디바이스용 부재 형성액, 및 형광체 조성물에 관한 것이다. 상세하게는 내열성, 내광성, 성막성, 밀착성이 우수한 반도체 디바이스용 부재, 그리고 반도체 디바이스용 부재 형성액 및 반도체 디바이스용 부재의 제조 방법, 그리고 고온에서 사용 가능한 대형의 반도체 소자를 탑재한 반도체 발광 디바이스에 관한 것이다. 또, 본 발명은 상기 반도체 발광 디바이스를 이용하여 형성된 조명 장치 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스, 특히 발광 다이오드 (light emitting diode : 이하 적절히「LED」라고 약기한다) 나 반도체 레이저 등의 반도체 발광 디바이스에 있어서는, 반도체 소자 (반도체 발광 소자라고도 한다) 를 투명 수지 등의 부재 (반도체 디바이스용 부재) 에 의해 봉지한 것이 일반적이다.
최근, 신호, 야외 디스플레이 장치 등 옥외에서 사용하는 정보 표시 장치, 또 자동차용 헤드라이트, 백열등, 형광 램프를 대신하는 조명 장치로 상기 반도체 발광 디바이스가 그 발광 효율, 시인성, 견뢰성 등의 면에서 실용화되고 있다. 그러나, 이들 용도로 사용하기 위해서는 대출력의 발광 장치 (이른바「파워 디바이스」) 가 바람직하다. 대출력의 반도체 발광 디바이스로는, 예를 들어 가로 세로 1㎜ 의 반도체 소자 (칩) 를 사용한 예가 개시되어 있다 (비특허 문헌 1). 그러나, 파워 디바이스로서의 반도체 발광 디바이스의 일반화는 곤란하였기 때문에, 종래에는 소출력 소자를 복수 개 나열함으로써 과제를 회피해 왔다.
파워 디바이스로서의 반도체 발광 디바이스의 일반화가 곤란한 이유는 이하와 같다. 즉, 예를 들어 LED 1 개당의 광출력을 높이기 위해서는, 먼저 투입 전력을 크게 하게 된다. 그러나, 투입 전력을 크게 하면 발열도 커진다. 한편, 열밀도의 증대를 방지하기 위해서 LED 칩 사이즈를 대형화하면, 봉지재와의 칩과의 열팽창률의 차가 발생하기 때문에 박리 등의 밀착성이 저하된다.
전술한 반도체 디바이스용 부재로는, 종래에는 예를 들어 에폭시 수지가 사용되고 있었다. 또, 이 봉지 수지 중에 형광체 등의 안료를 함유시킴으로써, 반도체 소자로부터의 발광 파장을 변환하는 것 등이 알려져 있었다.
그러나, 에폭시 수지는 흡습성이 높기 때문에, 반도체 디바이스를 장시간 사용했을 때에 발생하는 반도체 소자로부터의 열에 의해 크랙이 발생하거나, 또 수분의 침입에 의해 형광체나 발광 소자가 열화되는 등의 과제가 있었다.
또 최근에는, 발광 파장의 단파장화에 수반하여 에폭시 수지가 열화되어 착색되기 때문에, 장시간의 점등 및 고출력에서의 사용에 있어서는 반도체 디바이스의 휘도가 현저히 저하된다는 과제도 있었다.
이들 과제에 대하여, 에폭시 수지의 대체품으로서 내열성, 자외 내광성이 우수한 실리콘 수지가 사용되게 되었다. 그러나, 실리콘 수지는 밀착성, 투명성, 내후성은 아직 불충분하였다. 이에 반해, 내열성, 자외 내광성이 우수한 재료로서 무기계 봉지재나 이것을 이용한 반도체 디바이스가 제안되어 있다 (예를 들어 특허 문헌 1 ∼ 6 참조).
[비특허 문헌 1] 나리카와 유키오 외,「응용 물리」, 제74권, 제11호, 1423페이지 ∼ 1432페이지, 2005년
[특허 문헌 1] 일본 특허 제3275308호
[특허 문헌 2] 일본 공개특허공보 2003-197976호
[특허 문헌 3] 일본 공개특허공보 2004-231947호
[특허 문헌 4] 일본 공개특허공보 2002-33517호
[특허 문헌 5] 일본 공개특허공보 2002-203989호
[특허 문헌 6] 일본 특허출원 2006-047274호 명세서
그러나, 용융 유리 등의 무기 재료는 취급 온도가 350℃ 이상으로 높아 발광 소자에 손상을 미치기 때문에, 이것을 무기계 봉지재로 사용하는 것은 공업적으로 실현되어 있지 않았다.
또, 졸 겔법에 따라 제조되는 유리에서는, 반도체 디바이스용 부재로서 성형시의 경화 수축에 의한 크랙의 발생 및 박리와 같은 성막성의 과제가 있어, 장기간에 걸쳐 후막 상태에서 안정적인 것은 여전히 얻지 못하였다.
또, 졸 겔법에 따른 제조 방법은 반응성이 지나치게 높기 때문에 농축이 곤란하여 용제를 다용하는 경우가 많았다. 용제를 다용한 경우에는 졸 중의 고형 분량이 적어지기 때문에, 반도체 디바이스 상에 졸을 도포하여 반도체 디바이스용 부재를 형성할 때에는, 소정의 두께가 될 때까지 반복 도포하게 되어 생산 효율이 나쁘다. 또, 용제 휘발을 수반하면서 경화하기 때문에, 경화된 반도체 디바이스용 부재에 내부 응력이 발생하기 쉬워 크랙이나 박리가 일어나기 쉬운 것 이외에, 환경 부하의 면에서도 바람직하지 않다.
또한, 이들 무기계 봉지재는 매우 단단하고 취약하기 때문에 성막성이 불충분하여, 반도체 디바이스에 이용되는 열팽창 계수가 상이한 각 부재의 열팽창·열수축에 추종할 수 없어, 사용 중에 박리나 크랙, 단선이 다발하는 과제가 있고, 내리플로우성이나 내온도 사이클성이 우수한 것도 여전히 얻지 못하였다. 또한, 여기에서 리플로우란 땜납 페이스트를 기판에 인쇄하고, 그 위에 부품을 탑재하여 가열, 접합하는 남땜 공법을 말한다. 그리고, 내리플로우성이란 최고 온도 260℃, 10 초간의 열충격에 견딜 수 있는 성질을 가리킨다.
예를 들어 특허 문헌 1 이나 특허 문헌 2 에는, 4 관능의 알콕시실란을 사용하여 유리 재료를 형성하는 기술이 기재되어 있다. 그러나, 특허 문헌 1 이나 특허 문헌 2 에 기재된 기술에 의해 얻어지는 무기 재료에 관해서 말하면, 4 관능의 알콕시실란의 가수 분해액을 반도체 발광 디바이스에 도포하고, 반도체 발광 디바이스의 성능을 저해하지 않는 150℃ 정도의 마일드한 경화 온도에서 수시간 정도 경화하였다. 이 경우, 얻어지는 유리 재료는 통상적으로 수 십 중량％ 이상의 실란올을 함유하는 불완전한 유리체가 되었다. 따라서, 특허 문헌 1 이나 특허 문헌 2 에 기재된 기술로부터는, 용융법 유리와 같이 정말로 실록산 결합만으로 이루어지는 유리체를 얻을 수는 없었다.
이것은, 일반적인 유기 수지와 달리, 특허 문헌 1 이나 특허 문헌 2 에서 사용한 무기 재료는 가교점이 매우 많기 때문에 구조의 속박이 커, 반응성 말단이 고립되어 축합될 수 없기 때문인 것으로 추찰된다. 이와 같은 유리체는 치밀하지 않고, 또 그 표면은 실리카 겔과 마찬가지로 매우 친수성이 높은 상태가 되기 때문에 충분한 봉지 능력을 갖지 않는다.
또, 일반적으로 250℃ 이상의 가열에 의해, 이와 같은 잘 반응하지 않는 실란올은 매우 조금 감소되기 시작하여, 통상적으로 350℃ 이상, 바람직하게는 400℃ 이상의 고온에서 소성하면 실란올의 양을 적극적으로 감소시킬 수 있다. 그러나, 이것을 이용하여 특허 문헌 1 이나 특허 문헌 2 에 기재된 무기 재료로부터 실란올을 제거하고자 했다 하더라도, 반도체 디바이스의 내열 온도는 통상적으로 260℃ 이하이기 때문에 실현은 곤란하다.
또한, 4 관능의 알콕시실란은 탈수·탈알코올 축합시에 탈리되는 성분량이 많기 때문에 본질적으로 경화시의 수축률이 크다. 게다가, 4 관능의 알콕시실란은 반응성이 높기 때문에 건조 공정에서, 희석 용매의 일부가 증발된 표면 부분으로부터 경화가 시작되어, 용매를 포함한 단단한 겔체를 형성하고 나서 내부의 용매를 방출하는 경향이 있기 때문에, 용매 증발에 수반하는 경화시 및 경화 후의 수축량도 커진다. 이 때문에, 특허 문헌 1 이나 특허 문헌 2 에 기재된 무기 재료에서는, 결과적으로 수축에 의한 큰 내부 응력이 발생하여 크랙이 다발한다. 따라서, 4 관능 알콕시실란만을 원료로 하여 반도체 디바이스용 부재로서 유용한 큰 벌크체나 후막을 얻는 것은 곤란하였다.
또, 예를 들어 특허 문헌 3 에는, 유기기를 함유하는 실란 화합물을 원료로 하고, 졸 겔법에 따라 3 차원 형상의 형광체층을 높은 치수 정밀도로 제조하는 기술이 기재되어 있다. 그러나, 특허 문헌 3 에는 가교도에 대한 상세한 기재는 없고, 또 특허 문헌 3 에 기재된 무기 재료를 얻기 위해서는 고농도의 형광체 입자를 필수로 하고, 실질적으로는 이것이 골재로서 작용하여 3 차원의 형상을 유지하기 때문에, 무기 재료 중에 형광체를 포함하지 않는 경우, 투명하고 크랙이 없는 후막 형상의 유리 형상 도포물을 얻을 수는 없었다.
또한, 특허 문헌 3 에 기재된 기술에서는 촉매로서 아세트산이 사용되고 있으나, 얻어지는 무기 재료로부터 아세트산이 제거되어 있지 않기 때문에, 아세트산이 반도체 소자에 악영향을 미친다. 또, 특허 문헌 3 에 기재된 무기 재료를 형성하는 경우에는, 경화에 400℃ 의 고온을 필요로 하기 때문에, 반도체 디바이스와 함께 가열하는 것은 실질적으로 불가능하고, 또한 고온에서의 무리한 축합에 의해 그 구조에 변형이 쌓여, 크랙 발생이 억제되지 않았다.
또, 예를 들어 특허 문헌 4 에는, 실리카 또는 실록산을 골격으로 하는 무기물 졸에 무기 광산란제를 혼합하여 얻은 무기 코팅제를 도포하여 반도체 디바이스용 부재를 얻는 기술이 기재되어 있다. 그러나, 특허 문헌 4 에 기재된 무기 재료에는 무기 광산란제가 필수이며, 또한 특허 문헌 4 에는 원료 및 제조 방법의 상세한 기재가 없어 정확히 기술을 재현하는 것은 불가능하다.
또한, 예를 들어 특허 문헌 5 에는, 졸 겔법 유리를 도포하여 반도체 디바이스용 부재를 얻는 기술이 기재되어 있다. 그러나, 특허 문헌 3 과 마찬가지로 특허 문헌 5 에 기재된 무기 재료를 얻기 위해서는 형광체가 필수이다. 또, 이 형광체가 골재로서 작용하여 얻어지는 무기 재료는 후막으로 되어 있으나, 막 두께 100㎛ 를 초과하는 것은 아니다. 또한, 특허 문헌 5 에는 원료나 제법이 기재되지 않아, 일반적인 알콕시실란을 사용하여 안정적으로 기술을 재현하는 것은 곤란하다.
또, 본 발명자들은 특허 문헌 6 에서, 상기 과제를 해결할 수 있는, 특정한 규소 함유 반도체 디바이스용 부재를 개시하였다. 그러나, 방열이 큰 반도체 파워 디바이스에 이용하는 경우에는, 내광성, 성막성, 밀착성을 유지하면서, 내열 안정성의 레벨을 더욱 높이는 것이 바람직하였다. 또, 반도체 디바이스용 부재의 제조 공정에 있어서의 저비 불순물의 휘발을 억제하여 경화물 중량 수율을 향상시키는 것도 요망되고 있었다.
또한, 반도체 발광 디바이스에 있어서의 패키지는 휘도 (반사율), 내구성·내열성, 내광성, 밀착성, 방열성 등의 향상을 목적으로 하여 여러 가지 표면 가공이 실시된다. 특히, 파워 디바이스에 있어서는 내구성, 내열성 향상을 목적으로 한, 재료의 선택, 표면 가공이 이루어지는 경우가 많다. 또, 반도체 소자 (칩) 는 가공의 관점 등에서 보호층을 형성하는 경우가 많다. 이와 같이 반도체 발광 디바이스에 있어서 봉지재와 접하는 패키지나 반도체 소자 등의 부재는, 표면 재질이 특수한 성분을 함유하기 때문에, 더욱 봉지의 박리 문제를 조장하는 원인이 되기도 하였다.
이상의 배경으로 내열성, 내광성, 성막성, 밀착성이 우수하여, 장기간 사용해도 크랙이나 박리, 착색이 발생하지 않고 반도체 디바이스를 봉지하여 형광체를 유지할 수 있는 반도체 디바이스용 부재가 요구되고 있었다.
본 발명은 상기 서술한 과제를 감안하여 이루어진 것이다. 즉, 본 발명의 제 1 의 목적은, 내열성, 내광성, 성막성, 밀착성이 우수하여, 장기간 사용해도 크랙이나 박리, 착색을 발생시키지 않고 반도체 디바이스를 봉지하여 형광체를 유지할 수 있는, 신규 반도체 디바이스용 부재, 그리고 반도체 디바이스용 부재 형성액 및 반도체 디바이스용 부재의 제조 방법, 그리고 그것을 이용한 반도체 디바이스용 부재 형성액, 및 형광체 조성물을 제공하는 것에 있다. 본 발명의 제 2 목적은, 장기간 사용해도 크랙이나 박리를 발생시키지 않고, 특히 파워 디바이스에 이용한 경우에도 우수한 휘도 (반사율), 내구성·내열성, 내광성, 밀착성 등을 갖는 반도체 발광 디바이스, 및 그것을 이용한 조명 장치 및 화상 표시 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해서 예의 검토를 거듭한 결과, 열중량감이 적고, 일정한 성막성을 갖는 특정한 고분자가, 반도체 디바이스용 부재로 했을 때에 후막화가 가능하고, 후막부에 있어서도 크랙의 발생이 억제되고, 또한 내열성, 내광성이 우수한 것이 되는 것을 알아내었다. 또, 표면 처리 등이 이루어진 재질에도 매우 높은 밀착성을 갖고, 내열성, 내광성도 우수한 봉지재를 사용함으로써, 특히 대형 반도체 발광 칩을 탑재한 파워 디바이스에서도 사용할 수 있게 되는 것을 알아내었다. 그리고, 이들 지견에 기초하여 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명의 요지는 하기 가열 중량감(重量減) 측정 방법 (I) 에 따라 측정된 가열 중량감이 50 중량％ 이하이며, 또한 하기 밀착성 평가 방법 (Ⅱ) 에 따라 측정된 박리율이 30％ 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스용 부재에 있다 (청구항 1).
가열 중량감 측정 방법 (I)
상기 반도체 디바이스용 부재의 파쇄편 10㎎ 을 사용하여, 열중량·시차열 측정 장치에 의해 공기 200㎖/분 유통하, 승온 속도 10℃/분으로 35℃ 에서 500℃ 까지 가열하여 중량감을 측정한다.
밀착성 평가 방법 (Ⅱ)
(1) 직경 9㎜, 오목부 깊이 1㎜ 의 은 도금 표면 구리제 컵에 반도체 디바이스용 부재 형성액을 적하하고, 소정의 경화 조건에서 경화시켜 반도체 디바이스용 부재를 얻는다.
(2) 얻어진 반도체 디바이스용 부재를 온도 85℃, 습도 85％ 의 분위기하에서 20 시간 흡습시킨다.
(3) 흡습 후의 반도체 디바이스용 부재를 실온으로부터 260℃ 까지 50 초간 승온시킨 후, 260℃ 에서 10 초간 유지시킨다.
(4) 승온 후의 반도체 디바이스용 부재를 실온까지 냉각시키고, 육안 및 현미경 관찰에 의해 반도체 디바이스용 부재의 상기 구리제 컵으로부터의 박리 유무를 관찰한다.
(5) 상기 반도체 디바이스용 부재 10 개에 대하여, 각각 상기 (2), (3) 및 (4) 의 조작을 실시하여 상기 반도체 디바이스용 부재의 박리율을 구한다.
본 발명의 다른 요지는 상기 가열 중량감 측정 방법 (I) 에 따라 측정된 가열 중량감이 50 중량％ 이하이며, 또한 듀로미터 타입 A 에 의한 경도 측정값 (쇼어 A) 이 5 이상 90 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스용 부재에 있다 (청구항 2).
이 때, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 메탈록산 골격을 갖는 것이 바람직하다 (청구항 3).
또, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 무기 입자를 함유하는 것이 바람직하다 (청구항 4).
또한, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 형광체를 함유하는 것이 바람직하다 (청구항 5).
본 발명의 또 다른 요지는 하기 식 (1) 로 나타내는 화합물 및/또는 그 올리고머를 가수 분해·중축합하여 얻어지는 중축합물을 함유하는 반도체 디바이스용 부재 형성액의 제조 방법으로서, 상기 가수 분해·중축합을, 지르코늄, 하프늄, 주석, 아연, 및 티탄에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 함유하는 유기 금속 화합물 촉매의 존재하에서 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스용 부재 형성액의 제조 방법에 있다 (청구항 6).
[화학식 1]
Figure pat00001
(식 (1) 중, M 은 규소, 알루미늄, 지르코늄, 및 티탄에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 나타내고, X 는 가수 분해성기를 나타내고, Y1 은 1 가의 유기기를 나타내고, m 은 M 의 가수를 나타내는 1 이상의 정수를 나타내며, n 은 X 기의 수를 나타내는 1 이상의 정수를 나타낸다. 단, m≥n 이다)
본 발명의 또 다른 요지는 하기 식 (2) 로 나타내는 화합물 및/또는 그 올리고머를 가수 분해·중축합하여 얻어지는 중축합물을 함유하는 반도체 디바이스용 부재 형성액의 제조 방법으로서, 상기 가수 분해·중축합을, 지르코늄, 하프늄, 주석, 아연, 및 티탄에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 함유하는 유기 금속 화합물 촉매의 존재하에서 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스용 부재 형성액의 제조 방법에 있다 (청구항 7).
[화학식 2]
Figure pat00002
(식 (2) 중, M 은 규소, 알루미늄, 지르코늄, 및 티탄에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 나타내고, X 는 가수 분해성기를 나타내고, Y1 은 1 가의 유기기를 나타내고, Y2 는 u 가의 유기기를 나타내고, s 는 M 의 가수를 나타내는 2 이상의 정수를 나타내고, t 는 1 이상, s-1 이하의 정수를 나타내며, u 는 2 이상의 정수를 나타낸다)
본 발명의 또 다른 요지는 상기 식 (1) 로 나타내는 화합물 및/또는 그 올리고머를 가수 분해·중축합하여 얻어지는 중축합물을 건조시키는 공정을 갖는 반도체 디바이스용 부재의 제조 방법으로서, 상기 가수 분해·중축합을, 지르코늄, 하프늄, 주석, 아연, 및 티탄에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 함유하는 유기 금속 화합물 촉매의 존재하에서 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스용 부재의 제조 방법에 있다 (청구항 8).
본 발명의 또 다른 요지는 상기 식 (2) 로 나타내는 화합물 및/또는 그 올리고머를 가수 분해·중축합하여 얻어지는 중축합물을 건조시키는 공정을 갖는 반도체 디바이스용 부재의 제조 방법으로서, 상기 가수 분해·중축합을, 지르코늄, 하프늄, 주석, 아연, 및 티탄에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 함유하는 유기 금속 화합물 촉매의 존재하에서 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스용 부재의 제조 방법에 있다 (청구항 9).
본 발명의 또 다른 요지는 상기 반도체 디바이스용 부재를 적어도 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 발광 디바이스에 있다.
본 발명의 또 다른 요지는 상기 반도체 디바이스용 부재 형성액의 제조 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스용 부재 형성액에 있다 (청구항 10).
본 발명의 또 다른 요지는 (A) 패키지, (B) 반도체 소자, 및 (C) 봉지재를 갖는 반도체 발광 디바이스로서, (A) 패키지 및/또는 (B) 반도체 소자에 있어서, 그 표면 재료가 Si, Al 및 Ag 의 어느 1 이상을 함유하고, (C) 봉지재가, 하기 조건 (가) 내지 (다) 를 모두 만족하고, 또한 (A) 패키지 및/또는 (B) 반도체 소자의 상기 표면 재료와 직접 접하고 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광 디바이스에 있다 (청구항 12).
(가) 세라믹 또는 금속의 표면에 존재하는, 수산기, 또는 메탈록산 결합 중의 산소와 수소 결합 가능한 관능기를 갖는 것.
(나) 200℃ 에 500 시간 방치한 전후에 있어서, 파장 400㎚ 의 광에 있어서의 투과율의 유지율이 80％ 이상 110％ 이하인 것.
(다) 중심 파장이 380㎚, 또한 파장 370㎚ 이상이고, 방사 강도 0.6㎾/㎡ 의 광을 72 시간 조사한 전후에 있어서, 파장 400㎚ 의 광에 대한 투과율의 유지율이 80％ 이상 110％ 이하인 것.
이 때, 본 발명의 반도체 발광 디바이스는 추가로 하기 조건 (라) 를 만족하는 것이 바람직하다 (청구항 13).
(라) 발광 파장 460±10㎚, 또한 한 변이 900㎛ 인 정사각형의 반도체 소자에, 발광면의 온도가 100±10℃ 이 되도록 유지하면서 350㎃ 의 구동 전류를 통전시켜, 온도 85℃ 상대 습도 85％ 로 500 시간 연속 점등을 실시한 경우에, 점등 직후의 휘도에 대한 500 시간 후의 휘도의 비율이 90％ 이상인 것.
또, 본 발명의 반도체 발광 디바이스는 (C) 봉지재로서 본 발명의 반도체 디바이스용 부재를 사용하는 것이 바람직하다 (청구항 14).
또한, (A) 패키지 및/또는 (B) 반도체 소자의 상기 표면 재료가, SiNx, SiC, 및 SiO2 의 1 이상을 함유하는 것이 바람직하다 (청구항 15).
또, (A) 패키지 및/또는 (B) 반도체 소자의 상기 표면 재료가, Al, AlN, Al2O3 의 1 이상을 함유하는 것이 바람직하다 (청구항 16).
또한, 본 발명의 반도체 발광 디바이스는 (B) 반도체 소자의 기판 부분에 상기 표면 재료를 갖는 것이 바람직하다 (청구항 17).
또, 본 발명의 반도체 발광 디바이스는 (B) 반도체 소자의 발광면의 면적이 0.15㎟ 이상인 것이 바람직하다 (청구항 18).
또한, 본 발명의 반도체 발광 디바이스는 동작시의 (B) 반도체 소자 발광면의 표면 온도가 80℃ 이상 200℃ 이하인 것이 바람직하다 (청구항 19).
또, 본 발명의 반도체 발광 디바이스는 동작시의 전력량이 0.1W 이상인 것이 바람직하다 (청구항 20).
본 발명의 또 다른 요지는 본 발명의 반도체 발광 디바이스를 이용하여 형성된 조명 장치에 있다 (청구항 21).
본 발명의 또 다른 요지는 본 발명의 반도체 발광 디바이스를 이용하여 형성된 화상 표시 장치에 있다 (청구항 22).
본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 내열성, 내광성, 성막성, 밀착성이 우수하여, 장기간 사용해도 크랙이나 박리를 발생시키지 않고 반도체 디바이스를 봉지 할 수 있다. 또, 통상적으로 종래의 무기계 반도체 디바이스용 부재와 비교하여 후막 도포가 가능하여, 반도체 디바이스 상에 도포, 건조시키는 것만으로 용이하게 반도체 디바이스를 봉지하여 형광체를 유지할 수 있다.
본 발명의 반도체 디바이스용 부재 형성액 및 형광체 조성물에 의하면, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재를 제조할 수 있다.
본 발명의 반도체 디바이스용 부재 형성액 및 반도체 디바이스용 부재의 제조 방법에 따르면, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재 형성액 및 반도체 디바이스용 부재를 제조할 수 있다.
본 발명의 반도체 발광 디바이스는 봉지재가 내열성, 내광성, 성막성, 밀착성이 우수하기 때문에, 장기간 사용해도 봉지재에 크랙이나 박리, 착색을 발생시키지 않아 장기간에 걸쳐 성능을 유지할 수 있다.
도 1 은 실시형태 A-1 을 나타내는 개략 단면도이다.
도 2 는 실시형태 A-2 를 나타내는 개략 단면도이다.
도 3 은 실시형태 B-1 을 나타내고, 도 3(a) 는 개략 단면도, 도 3(b) 는 도 3(a) 의 주요부 확대도이다.
도 4 는 실시형태 B-2 를 나타내는 개략 단면도이다.
도 5 는 실시형태 B-3 을 나타내는 개략 단면도이다.
도 6 은 실시형태 B-4 를 나타내는 개략 단면도이다.
도 7 은 실시형태 B-5 를 나타내는 개략 단면도이다.
도 8 은 실시형태 B-6 을 나타내는 개략 단면도이다.
도 9 는 실시형태 B-7 을 나타내는 개략 단면도이다.
도 10 은 실시형태 B-8 을 나타내는 개략 단면도이다.
도 11 은 실시형태 B-9 를 나타내는 개략 단면도이다.
도 12 는 실시형태 B-10 을 나타내는 개략 단면도이다.
도 13 은 실시형태 B-11 을 나타내는 개략 단면도이다.
도 14 는 실시형태 B-12 를 나타내는 개략 단면도이다.
도 15 는 실시형태 B-13 을 나타내는 개략 단면도이다.
도 16 은 실시형태 B-14 를 나타내는 개략 단면도이다.
도 17 은 실시형태 B-15 를 나타내는 개략 단면도이다.
도 18 은 실시형태 B-16 을 나타내는 개략 단면도이다.
도 19 는 실시형태 B-17 을 나타내는 개략 단면도이다.
도 20 은 실시형태 B-18 을 나타내는 개략 단면도이다.
도 21 은 실시형태 B-19 를 나타내는 개략 단면도이다.
도 22 는 실시형태 B-20 을 나타내는 개략 단면도이다.
도 23 은 실시형태 B-21 을 나타내는 개략 단면도이다.
도 24 는 실시형태 B-21 에 대하여 나타내는 주요부 단면도이다.
도 25 는 실시형태 B-22 를 나타내는 개략 단면도이다.
도 26 은 실시형태 B-22 에 대하여 나타내는 주요부 단면도이다.
도 27 은 실시형태 B-23 을 나타내는 개략 단면도이다.
도 28 은 실시형태 B-23 에 대하여 나타내는 주요부 사시도이다.
도 29 는 실시형태 B-24 를 나타내는 개략 단면도이다.
도 30 은 실시형태 B-24 에 대하여 나타내는 주요부 단면도이다.
도 31 은 실시형태 B-24 에 대하여 나타내는 주요부 사시도이다.
도 32 는 실시형태 B-25 를 나타내는 개략 단면도이다.
도 33 은 실시형태 B-26 을 나타내는 개략 단면도이다.
도 34 는 실시형태 B-27 을 나타내는 개략 단면도이다.
도 35 는 실시형태 B-28 을 나타내는 개략 단면도이다.
도 36 은 실시형태 B-29 를 나타내는 개략 단면도이다.
도 37 은 실시형태 B-30 을 나타내고, 도 37(a) 는 개략 단면도, 도 37(b) 는 도 37(a) 의 주요부 확대도이다.
도 38 은 실시형태 B-31 을 나타내는 개략 단면도이다.
도 39 는 실시형태 B-32 를 나타내는 개략 단면도이다.
도 40 은 실시형태 B-33 을 나타내는 개략 단면도이다.
도 41 은 실시형태 B-34 를 나타내는 개략 단면도이다.
도 42 는 실시형태 B-35 를 나타내는 개략 단면도이다.
도 43 은 실시형태 B-36 을 나타내는 개략 단면도이다.
도 44 는 실시형태 B-37 을 나타내는 개략 단면도이다.
도 45 는 실시형태 B-38 을 나타내는 개략 단면도이다.
도 46 은 실시형태 B-39 를 나타내는 개략 단면도이다.
도 47 은 실시형태 B-40 을 나타내는 개략 단면도이다.
도 48 은 실시형태 B-41 을 나타내는 개략 단면도이다.
도 49 는 각 실시형태의 주요부 이외의 구성예의 설명도이다.
도 50 은 도 50(a), 도 50(b) 는 모두, 각 실시형태의 기본 개념의 설명도이다.
도 51 은 본 발명의 실시예 및 비교예에서 실시한 연속 점등 시험에 대하여 설명하기 위해서, 반도체 발광 디바이스를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
부호의 설명
1, 1A, 1B 발광 장치 (반도체 발광 디바이스)
2 발광 소자
3A 투명 부재 (반도체 발광 디바이스용 부재)
3B 형광체부 (반도체 발광 디바이스용 부재)
4a, 4b 발광 소자로부터 방사된 광의 일부
5 형광체부에 함유되는 형광체 입자, 형광 이온, 형광 염료 등의 형광 성분 특유의 파장의 광
11 몰드부
12, 13 리드 단자
14 미러 (컵부)
15 도전 와이어
16 절연 기판
16a 오목부
17 프린트 배선
18 프레임재
19 봉지부
19a 봉지 기능부
19b 렌즈 기능부
19c 오목부
19d 관통 구멍
21 발광층부
23 반사층
24 범프
33, 34 형광체부
35 고체 매질
36 덮개체
101 컵
102 LED 칩
103 발광 디바이스
이하, 본 발명을 상세히 설명하는데, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 일탈하지 않는 범위 내이면 여러 가지로 변경하여 실시할 수 있다.
[1] 반도체 디바이스용 부재
본 발명의 제 1 반도체 디바이스용 부재는 이하의 특성 (1) 및 (2) 를 갖는다.
특성 (1) : 후술하는 특정한 가열 중량감 측정 방법 (I) 에 따라 측정된 가열 중량감이 50 중량％ 이하이다.
특성 (2) : 후술하는 특정한 밀착성 평가 방법 (Ⅱ) 에 따라 측정된 박리율이 30％ 이하이다.
또, 본 발명의 제 2 반도체 디바이스용 부재는 상기 특성 (1) 및 이하의 특성 (3) 을 갖는다.
특성 (3) : 듀로미터 타입 A 에 의한 경도 측정값 (쇼어 A) 이 5 이상 90 이하이다.
이하, 먼저 이들 특성 (1), (2) 및 (3) 으로부터 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서 본 발명의 제 1 반도체 디바이스용 부재와 제 2 반도체 디바이스용 부재를 구별하지 않고 가리키는 경우, 간단히「본 발명의 반도체 디바이스용 부재」라고 한다.
[1-1] 가열 중량감
가열 중량감은 본 발명의 반도체 디바이스용 부재의 고도한 내열성을 평가하는 지표로서, 후술하는 가열 중량감 측정 방법 (I) 에 따라 측정된다.
본 발명의 반도체 디바이스용 부재의 가열 중량감은 50 중량％ 이하이며, 바람직하게는 40 중량％ 이하, 더욱 바람직하게는 35 중량％ 이하이다. 또, 하한에 제한은 없지만, 통상적으로 5 중량％ 이상, 바람직하게는 10 중량％ 이상이다 (특성 (1)). 가열 중량감이 지나치게 크면, 반도체 디바이스의 장기간의 사용에 의해 수축이 일어나 초기의 특성을 유지할 수 없게 될 가능성이 있다. 가열 중량감이 커지는 요인은, 예를 들어 반도체 디바이스용 부재에 함유되는 휘발성 저분자량 성분이 많은 점, 반도체 디바이스용 부재를 형성하는 주쇄 성분이 가열에 의해 분해 절단되기 쉬운 점 등을 생각할 수 있다. 또, 가열 중량감이 작으면 반도체 디바이스용 부재는 열안정성이 우수한 것이 되지만, 이와 같은 반도체 디바이스용 부재는 일반적으로 다관능의 Si 성분을 많이 함유하고 있어 단단한 막이 되는 경우가 많다. 그 때문에, 가열 중량감이 지나치게 작은 반도체 디바이스용 부재는 내히트 사이클성, 내리플로우성 등이 떨어져 반도체 디바이스용 부재로서 바람직하지 않다.
〔가열 중량감 측정 방법 (I)〕
상기 반도체 디바이스용 부재의 파쇄편 10㎎ 을 사용하여, 열중량·시차열 측정 (thermogravimetry - differential thermal analysis : 이하 적절히「TG-DTA」라고 약기한다) 장치에 의해 공기 200㎖/분 유통하, 승온 속도 10℃/분으로 35℃ 에서 500℃ 까지 가열하여 중량감을 측정한다.
본 발명의 반도체 디바이스용 부재가 상기 특성 (1) 을 갖기 위해서는, 예를 들어 이하의 요건을 만족하도록 하면 된다.
(i) 소재의 선택을 적절히 실시하면 된다. 구체예를 들면, 후술하는 [1-4-1] 에 기재된 구조를 갖는 소재를 선택하거나, 후술하는 [2-1] 에 기재된 원료를 사용하거나 하면 된다.
(ⅱ) 후술하는 [2-2] 에 기재된 가수 분해·중축합 공정에 있어서 촉매를 선택하면 된다.
(ⅲ) 후술하는 [2-2] 의 가수 분해·중축합 공정, 및/또는 가수 분해·중축합물의 보관시에 분자량 관리를 하면 된다.
[1-2] 밀착성
밀착성 평가 박리율은 본 발명의 반도체 디바이스용 부재의 밀착성을 평가하는 지표로서, 후술하는 밀착성 평가 방법 (Ⅱ) 에 따라 측정된다.
본 발명의 반도체 디바이스용 부재의 박리율은 통상적으로 30％ 이하, 바람직하게는 20％ 이하, 더욱 바람직하게는 10％ 이하이다 (특성 (2)). 그 중에서도 0％ 인 것이 가장 바람직하다. 박리율이 지나치게 크면, 기판이나 프레임재 등에 대한 반도체 디바이스용 부재의 밀착성 및 화학적 안정성이 떨어져 온도 충격이나 열·광·전기 화학적 반응에 의해 봉지재가 변성·수축되기 쉬워질 가능성이 있다. 그 때문에, 반도체 디바이스용 부재가 기판이나 프레임재 등으로부터 박리되어 반도체 디바이스의 단선 등을 발생시키는 경우가 있다. 또, 특히 반도체 발광 디바이스에 있어서는 전극 부분이나 리플렉터 표면에는 은 소재가 사용되는 경우가 있는데, 밀착성이 저하되면 이 표면으로부터 반도체 디바이스용 부재가 박리되어 반도체 발광 디바이스의 단선이나 불점등·휘도 저하를 야기하는 경우가 있다.
〔밀착성 평가 방법 (Ⅱ)〕
(1) 직경 9㎜, 오목부 깊이 1㎜ 의 은 도금 표면 구리제 컵에 반도체 디바이스용 부재 형성액 (후술한다) 을 적하하고, 소정의 경화 조건에서 경화시켜 반도체 디바이스용 부재 (이하, 밀착성 평가 방법 (Ⅱ) 의 설명에 있어서는 이 반도체 디바이스용 부재를「측정용 샘플」이라고 한다) 를 얻는다.
(2) 얻어진 측정용 샘플을 온도 85℃, 습도 85％ 의 분위기하에서 20 시간 흡습시킨다.
(3) 흡습 후의 측정용 샘플을 실온으로부터 260℃ 까지 50 초간 승온시킨 후, 260℃ 에서 10 초간 유지시킨다. 또한, 여기에서 실온이란 20℃ ∼ 25℃ 를 말한다.
(4) 승온 후의 측정용 샘플을 실온까지 냉각시키고, 육안 및 현미경 관찰에 의해 측정용 샘플의 구리제 컵으로부터의 박리 유무를 관찰한다. 조금이라도 박리가 관찰되는 것은「박리 있음」으로 한다.
(5) 측정용 샘플 10 개에 대하여, 각각 상기 (2), (3) 및 (4) 의 조작을 실시하여 상기 측정용 샘플의 박리율을 구한다. 또한, 박리율은「박리된 측정용 샘플의 개수/전체 측정 샘플수」에 의해 산출되는 비율이다.
본 발명의 반도체 디바이스용 부재가 상기 특성 (2) 를 갖기 위해서는, 예를 들어 이하의 요건을 만족하도록 하면 된다.
(i) 소재의 선택을 적절히 실시하면 된다. 구체예를 들면, 후술하는 [1-4-1] 에 기재된 구조를 갖는 소재를 선택하거나, 후술하는 [2-1] 에 기재된 원료를 사용하거나 하면 된다.
(ⅱ) 후술하는 [2-2] 에 기재된 가수 분해·중축합 공정에 있어서 촉매를 선택하면 된다.
(ⅲ) 후술하는 [2-2] 의 가수 분해·중축합 공정, 및/또는 가수 분해·중축합물의 보관시에 분자량 관리를 하면 된다.
[1-3] 경도 측정값
경도 측정값은 본 발명의 반도체 디바이스용 부재의 경도를 평가하는 지표로서, 이하의 경도 측정 방법에 따라 측정된다.
본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 엘라스토머 형상을 나타내는 부재인 것이 바람직하다. 즉, 반도체 디바이스에는 열팽창 계수가 상이한 부재를 복수 사용하게 되는데, 상기와 같이 엘라스토머 형상을 나타냄으로써 본 발명의 반도체 디바이스용 부재가 상기 각 부재의 신축에 의한 응력을 완화시킬 수 있다. 따라서, 사용 중에 박리, 크랙, 단선 등을 잘 발생시키지 않아, 내리플로우성 및 내온도 사이클성이 우수한 반도체 디바이스를 제공할 수 있다.
구체적으로는, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 듀로미터 타입 A 에 의한 경도 측정값 (쇼어 A) 이 통상적으로 5 이상, 바람직하게는 7 이상, 보다 바람직하게는 10 이상, 또 통상적으로 90 이하, 바람직하게는 80 이하, 보다 바람직하게는 70 이하이다 (특성 (3)). 상기 범위의 경도 측정값을 가짐으로써, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 크랙이 잘 발생하지 않아 내리플로우성 및 내온도 사이클성이 우수하다는 이점을 얻을 수 있다.
〔경도 측정 방법〕
경도 측정값 (쇼어 A) 은 JIS K6253 에 기재된 방법에 따라 측정할 수 있다. 구체적으로는, 후루사토 정기 제조소 제조의 A 형 고무 경도계를 이용하여 측정을 실시할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 제 1 반도체 디바이스용 부재는 [1-1] 에서 설명한 특성 (1), 및 [1-2] 에서 설명한 특성 (2) 를 구비함으로써 성막성, 밀착성이 우수하고, 경화 후의 광·열에 대한 내구성이 우수한 경화물을 얻을 수 있다. 한편, 본 발명의 제 2 반도체 디바이스용 부재는 [1-1] 에서 설명한 특성 (1), 및 [1-3] 에서 설명한 특성 (3) 을 구비함으로써도 성막성이 우수하고, 경화 후의 광·열에 대한 내구성이 우수한 경화물을 얻을 수 있다.
또, 상기 특성 (1), (2) 및 (3) 모두를 만족하는 반도체 디바이스용 부재는, 본 발명의 제 1 반도체 디바이스용 부재와 제 2 반도체 디바이스용 부재의 양방의 요건을 만족하여 보다 바람직하다.
[1-4] 기타 물성
본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 상기 특성을 주된 특징으로 하는데, 그 밖에 하기 구조나 성질을 갖고 있는 것이 바람직하다.
[1-4-1] 기본 골격
종래의 반도체 디바이스용 부재의 기본 골격은 탄소-탄소 및 탄소-산소 결합을 기본 골격으로 한 에폭시 수지 등의 유기 수지인데, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재의 기본 골격은, 통상적으로는 메탈록산 골격, 바람직하게는 유리 (규산염 유리) 등과 같은 무기질의 실록산 골격 (실록산 결합) 인 것이 바람직하다. 실록산 결합은 하기 표 1 의 화학 결합의 비교표에서도 명확한 바와 같이, 반도체 디바이스용 부재로서 우수한 이하의 특징이 있다.
(I) 결합 에너지가 커 열분해·광분해되기 어렵기 때문에 내광성이 양호하다.
(Ⅱ) 전기적으로 약간 분극되어 있다.
(Ⅲ) 사슬형 구조의 자유도는 크고, 플렉시블성이 풍부한 구조가 가능하여, 실록산 사슬 중심으로 자유 회전할 수 있다.
(Ⅳ) 산화도가 커 더 이상 산화되지 않는다.
(V) 전기 절연성이 풍부하다.
Figure pat00003
이들 특징으로부터 실록산 결합이 3 차원적으로, 게다가 고가교도로 결합된 골격으로 형성되는 실리콘계의 반도체 디바이스용 부재는 에폭시 수지 등의 종래의 수지계 반도체 디바이스용 부재와 달리 유리 또는 암석 등의 무기질에 가까워, 내열성·내광성이 풍부한 보호 피막이 되는 것을 이해할 수 있다. 특히 메틸기를 치환기로 하는 실리콘계 반도체 디바이스용 부재는, 자외 영역에 흡수를 갖지 않기 때문에 광분해가 잘 일어나지 않아 내광성이 우수하다.
본 발명의 반도체 디바이스용 부재가 실록산 골격을 갖는 경우에는, 규소 함유율은 통상적으로 20 중량％ 이상, 바람직하게는 25 중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 30 중량％ 이상이다. 한편, 상한으로는 SiO2 만으로 이루어지는 유리의 규소 함유율이 47 중량％ 이라는 이유에서 통상적으로 47 중량％ 이하의 범위이다. 단, 반도체 디바이스용 부재를 고굴절률로 하는 경우에는, 고굴절률화에 필요한 성분을 함유시킬 수 있기 때문에 통상적으로 10 중량％ 이상이며, 통상적으로 47 중량％ 이하이다.
또한, 반도체 디바이스용 부재의 상기 규소 함유율은, 예를 들어 이하의 방법을 이용하여 유도 결합 고주파 플라즈마 분광 (inductively coupled plasma spectrometry : 이하 적절히「ICP」라고 약기한다) 분석을 실시하고, 그 결과에 기초하여 산출할 수 있다.
〔규소 함유율의 측정〕
반도체 디바이스용 부재의 단독 경화물을 100㎛ 정도로 분쇄하고, 백금 도가니 중에서 대기 중, 450℃ 에서 1 시간, 이어서 750℃ 에서 1 시간, 950℃ 에서 1.5 시간 유지하고 소성하여 탄소 성분을 제거한 후, 얻어진 잔사 소량에 10 배량 이상의 탄산나트륨을 첨가하고 버너 가열하여 용융시키고. 이것을 냉각시켜 탈염수를 첨가하고, 다시 염산으로 pH 를 중성 정도로 조정하면서 규소로서 수 ppm 정도가 되도록 정용(定容)하여 ICP 분석을 실시한다.
[1-4-2] 실란올 함유율
본 발명의 반도체 디바이스용 부재가 실록산 골격을 갖는 경우에는, 실란올 함유율이 통상적으로 0.01 중량％ 이상, 바람직하게는 0.1 중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.3 중량％ 이상, 또 통상적으로 12 중량％ 이하, 바람직하게는 8 중량％ 이하, 더욱 바람직하게는 6 중량％ 이하의 범위이다.
통상, 알콕시실란을 원료로 하여 졸 겔법에 따라 얻어지는 유리체는 150℃, 3 시간 정도의 온화한 경화 조건에서는 완전히 중합되어 산화물이 되는 경우는 없고 일정량의 실란올이 잔존한다. 테트라알콕시실란으로부터만 얻어지는 유리체는 고경도·고내광성인데, 가교도가 높기 때문에 분자 사슬의 자유도가 작아, 완전한 축합이 일어나지 않기 때문에 잔존 실란올의 양이 많다. 또, 가수 분해·축합액을 건조 경화시킬 때에는 가교점이 많기 때문에 증점이 빨라, 건조와 경화가 동시에 진행되기 때문에 큰 변형을 가진 벌크체가 된다. 이와 같은 부재를 반도체 디바이스용 부재로서 사용하는 경우, 장기간 사용시에는 잔존 실란올의 축합에 의한 새로운 내부 응력이 발생하여 크랙이나 박리, 단선 등의 문제가 발생하기 쉽다. 또, 부재의 파단면에는 실란올이 보다 많고, 투습성은 적지만 표면 흡습성이 높아 수분의 침입을 초래하기 쉽다. 400℃ 이상의 고온 소성에 의해 실란올 함유율을 감소시킬 수 있는데, 반도체 디바이스의 내열성은 260℃ 이하인 것이 대부분이기 때문에 현실적이지 않다.
한편, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 실란올 함유율이 낮기 때문에 시간 경과적 변화가 적어 장기간의 성능 안정성이 우수하고, 흡습이 낮아 우수한 성능을 갖는다. 단, 실란올이 전혀 함유되지 않은 부재는 반도체 디바이스와의 밀착성이 열등하기 때문에 본 발명에 있어서는 실란올 함유율에 상기와 같이 최적의 범위가 존재한다.
본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 적당량의 실란올을 함유하고 있기 때문에 디바이스 표면에 존재하는 극성 부분에 실란올이 수소 결합하여 밀착성이 발현된다. 극성 부분으로는, 예를 들어 수산기나 메탈록산 결합의 산소 등을 들 수 있다.
또, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 적당한 촉매의 존재하에서 가열함으로써, 디바이스 표면의 수산기와의 사이에 탈수 축합에 의한 공유 결합을 형성하고, 더 강고한 밀착성을 발현할 수 있다.
한편, 실란올이 지나치게 많으면, 전술한 바와 같이 계 내가 증점하여 도포가 곤란해지거나, 활성이 높아져 가열에 의해 경비분이 휘발하기 전에 고화되거나 함으로써, 발포나 내부 응력의 증대가 발생하여 크랙 등을 야기시킬 가능성이 있다.
또한, 반도체 디바이스용 부재의 실란올 함유율은, 예를 들어 후술하는 방법을 이용하여 고체 Si-NMR 스펙트럼 측정을 하고, 전체 피크 면적에 대한 실란올 유래의 피크 면적의 비율로부터, 전체 규소 원자 중의 실란올로 되어 있는 규소 원자의 비율 (％) 을 구하고, 따로 분석한 규소 함유율과 비교함으로써 산출할 수 있다.
〔고체 Si-NMR 스펙트럼 측정 및 실란올 함유율의 산출〕
반도체 디바이스용 부재에 대하여 고체 Si-NMR 스펙트럼을 실시하는 경우, 먼저 이하의 조건으로 고체 Si-NMR 스펙트럼 측정 및 데이터 해석을 한다. 다음으로, 전체 피크 면적에 대한 실란올 유래의 피크 면적의 비율로부터, 전체 규소 원자 중의 실란올로 되어 있는 규소 원자의 비율 (％) 을 구하고, 따로 분석한 규소 함유율과 비교함으로써 실란올 함유율을 구한다.
또한, 측정 데이터의 해석 (실란올량 해석) 은, 예를 들어 가우스 함수나 로렌츠 함수를 사용한 파형 분리 해석 등에 의해, 각 피크를 분할하여 추출하는 방법으로 실시한다.
〔장치 조건예〕
장치 : Chemagnetics 사 Infinity CMX-400 핵자기 공명 분광 장치
29Si 공명 주파수 : 79.436㎒
프로브 : 7.5㎜φ CP/MAS 용 프로브
측정 온도 : 실온
시료 회전수 : 4㎑
측정법 : 싱글 펄스법
1H 디커플링 주파수 : 50㎑
29Si 플립각 : 90˚
29Si 90˚ 펄스폭 : 5.0㎲
반복 시간 : 600s
적산 횟수 : 128 회
관측 폭 : 30㎑
브로드닝 팩터 : 20Hz
〔데이터 처리예〕
반도체 디바이스용 부재에 대해서는, 512 포인트를 측정 데이터로서 취입하고, 8192 포인트에 제로 필링하여 푸리에 변환한다.
〔파형 분리 해석예〕
푸리에 변환 후의 스펙트럼의 각 피크에 대하여 로렌츠 파형 및 가우스 파형 또는 양자의 혼합에 의해 작성한 피크 형상의 중심 위치, 높이, 반값폭을 가변 파라미터로 하여, 비선형 최소 이승법에 따라 최적화 계산을 한다.
또한, 피크의 동정은 AIChE Journal, 44(5), p.1141, 1998년 등을 참고로 한다.
또, 반도체 디바이스용 부재의 실란올 함유율은 이하의 IR 측정에 따라 구할 수도 있다. 여기에서, IR 측정은 실란올 피크를 특정하기 쉽지만 피크의 형상이 브로드이어서 면적 오차가 발생하기 쉬워, 정량 작업에 있어서는 일정 막 두께의 샘플을 정확히 제조할 필요가 있는 등 순서도 번잡하기 때문에, 엄밀한 정량을 실시하는 데 있어서는 고체 Si-NMR 을 이용하는 것이 바람직하다. 고체 Si-NMR 을 이용하여 실란올량을 측정할 때에, 실란올의 양이 매우 미량이어서 검출이 어려운 경우, 복수의 피크가 중첩되어 실란올의 피크를 단리하는 것이 곤란한 경우, 알려지지 않은 시료에 있어서 실란올 피크의 케미컬 시프트가 불명확한 경우 등에는 상보적으로 IR 측정을 함으로써 실란올의 농도를 결정할 수 있다.
〔IR 측정에 의한 실란올 함유율의 산출〕
·푸리에 변환 적외 분광법 Fourier Transform Infrared Spectroscopy
·장치 : Thermo Electron 제조 NEXUS670 및 Nic-Plan
·분해능 : 4㎝-1
·적산 횟수 : 64 회
·퍼지 : N2
측정예 : Si 웨이퍼 상에 막 두께 200㎛ 의 박막 시료를 도포 제조하고, 투과법에 따라 Si 웨이퍼마다 적외 흡수 스펙트럼을 측정하여, 파수 3751㎝-1 및 3701㎝- 1 의 실란올 피크 합계 면적을 구한다. 한편, 이미 알려진 농도 시료로서 트리메틸실란올을 무수의 사염화탄소에 희석하고, 광로 길이 200㎛ 의 액(液) 셀을 이용하여 투과법으로 적외 흡수 스펙트럼을 측정하여, 실제 샘플과의 피크 면적비 비교에 의해 실란올 농도를 산출할 수 있다. 또한, 적외 흡수 스펙트럼에 있어서는 샘플 흡착수 유래의 피크가 실란올 피크의 백그라운드로서 검출되기 때문에, 샘플 박막은 측정 전에 상압에서 150℃ 20 분 이상 가열하거나, 100℃ 에서 10 분 이상 진공 처리하는 등의 방법으로 흡착수를 제거해 둔다.
〔실란올 함유량 총량과 알콕시기 함유량 총량의 비율〕
본 발명의 반도체 디바이스용 부재 형성액의 실란올 함유량 총량과 알콕시기 함유량 총량은, 몰비에 있어서 실란올이 알콕시기와 등량 이상 존재하는 것이 바람직하다. 이론적으로는 실란올과 알콕시기는 등량 반응으로 메탄올을 생성하여 실록산 결합을 형성할 수 있다. 따라서, 실란올이 알콕시기와 등량 이상 존재 함으로써, 대기로부터의 수분 공급에 상관없이 가열만으로 경화 축합할 수 있어, 심형(深型)의 패키지에 도포한 경우라도 심부(深部) 경화성이 우수한 반도체 디바이스용 부재가 된다.
여기에서 실란올이 알콕시기보다 대과잉으로 있으면, 반도체 디바이스용 부재의 반응 활성이 높아지기 때문에 반도체 디바이스 표면과의 밀착 반응성이 향상되고, 나아가서는 활성이 낮은 알콕시기의 잔존에 의한 경화 불량이 억제되어, 고온 유지시의 변형 및 수축 그리고 중량감도 저감시킬 수 있다. 이 때문에｛알콕시기의 수/(실란올의 수＋알콕시기의 수)｝×100 (％) 으로 나타내는 비율 (즉, 탈수 탈알코올 축합할 수 있는 미반응 말단 중의 알콕시기의 존재비) 은 통상적으로 0％ 이상이고, 통상적으로 50％ 이하, 바람직하게는 30％ 이하, 특히 바람직하게는 25％ 이하이다. 또한, 이 비율은 액체 29Si-NMR 측정값에 따라 구할 수 있다.
이 비율을 상기 범위로 하기 위해서는, 예를 들어 합성 과정에 있어서 원료 알콕시실란의 가수 분해를 충분히 실시하여, 생성된 알코올을 확실히 계 외로 증류 제거하여 용매에는 최대한 알코올을 사용하지 않도록 하면 된다. 이 밖에, 예를 들어 다량의 실란올 말단을 함유하고 있어도 보존성이 양호한 반도체 디바이스용 부재 형성액을 얻기 위해서, 원료 선택에 있어서 하기 식 (B) 로 나타내는 구조 단위를 갖는 성분의 사용량을, 하기 식 (A) 로 나타내는 구조 단위를 갖는 성분의 사용량과 비교하여, 몰비에 있어서 과잉량 사용하는 것 등을 실시하면 된다.
(R1SiO1 .5) (A)
(상기 식 (A) 중, R1 은 유기기를 나타낸다)
((R2)2SiO) (B)
(상기 식 (B) 중, R2 는 각각 독립적으로 유기기를 나타낸다)
또한, 액체 29Si-NMR 스펙트럼의 측정 방법은 이하와 같다.
〔액체 29Si-NMR 스펙트럼의 측정 방법〕
액체 29Si-NMR 스펙트럼의 측정을 하는 경우, 이하의 조건으로 액체 29Si-NMR 스펙트럼의 측정 및 데이터 해석을 한다.
〔시료 조건예〕
중아세톤 50g, 테트라메틸실란 2.5g, 및 완화 시약으로서 크롬아세틸아세톤염 1.5g 을 혼합하여 X 액으로 한다.
측정 시료 3.0g 과, 상기 X 액 0.5g 과, 중아세톤 1.0g 을 혼합하여, 전체량을 10㎜ 테플론 (등록 상표) 제조 샘플관에 넣고, 측정에 제공한다.
예를 들어 2 액형 시판되는 실리콘 수지의 경우, 혼합하여 측정하면 측정 중에 증점되어 측정할 수 없기 때문에, 혼합 전의 주제, 경화제 각각을 단독으로 NMR 측정하고, 혼합 후의 스펙트럼은 단독의 스펙트럼에 혼합비를 고려한 대수합이 되는 것으로 가정하여 데이터 계산을 한다. 주제, 경화제 각 피크의 강도는 내부 표준 테트라메틸실란의 면적을 1 로서 규격화하여, 측정마다의 오차 영향을 없앤다.
〔장치 조건예〕
장치 : JEOL 사 JNM-AL400 핵자기 공명 분광 장치
29Si 공명 주파수 : 78.50㎒
프로브 : AT10 프로브
측정 온도 : 25.0℃
시료 회전수 : 회전 없음
측정법 : 싱글 펄스법
PULS DELAY TIME : 12.7s
적산 횟수 : 512 회
브로드닝 팩터 : 1.0Hz
〔파형 처리 해석예〕
푸리에 변환 후의 스펙트럼의 각 피크에 대하여, 피크 탑의 위치에 따라 케미컬 시프트를 구하여 적분을 한다. 또한, 피크의 동정은 AIChE Journal, 44(5), p.1141, 1998년 등을 참고로 한다.
예를 들어 시판되는 실리콘 수지의 분석에 있어서 (-Si-O-)2CH3SiH 에서 유래하는 히드로실릴기 규소의 피크가 -30 ∼ -40ppm 에 검출된 경우에는, 이 피크는 2 관능 규소로서 분류한다.
[1-4-3] UV 투과율
본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 반도체 발광 디바이스에 이용하는 경우에는, 막 두께 1㎜ 에서의 반도체 발광 디바이스의 발광 파장에 있어서의 광투과율이 통상적으로 80％ 이상, 이 중에서도 85％ 이상, 나아가서는 90％ 이상인 것이 바람직하다. 반도체 발광 디바이스는 각종 기술에 의해 그 광취출 효율이 높아져 있으나, 반도체 소자를 봉지하거나 형광체를 유지하기 위한 투광성 부재의 투명도가 낮으면, 이것을 이용한 반도체 발광 디바이스의 휘도가 저감되기 때문에, 고휘도의 반도체 발광 디바이스 제품을 얻는 것이 곤란해진다.
여기에서「반도체 발광 디바이스의 발광 파장」이란, 반도체 발광 디바이스의 종류에 따라 상이한 값인데, 일반적으로는 통상적으로 300㎚ 이상, 바람직하게는 350㎚ 이상, 또 통상적으로 900㎚ 이하, 바람직하게는 500㎚ 이하의 범위의 파장을 가리킨다. 이 범위의 파장에 있어서의 광투과율이 낮으면, 반도체 디바이스용 부재가 광을 흡수해 버려 광취출 효율이 저하되어, 고휘도의 반도체 발광 디바이스를 얻을 수 없게 된다. 또한, 광취출 효율이 저하된 만큼의 에너지는 열로 바뀌어, 반도체 발광 디바이스의 열 열화의 원인이 되기 때문에 바람직하지 않다.
또한, 자외 ∼ 청색 영역 (파장 300㎚ ∼ 500㎚) 에 있어서는 봉지 부재가 광열화되기 쉽기 때문에, 이 영역에 발광 파장을 갖는 반도체 발광 디바이스에, 내구성이 우수한 본 발명의 반도체 디바이스용 부재를 사용하면, 그 효과가 커지기 때문에 바람직하다.
또한, 반도체 디바이스용 부재의 광투과율은, 예를 들어 이하의 수법에 따라, 막 두께 1㎜ 로 성형한 평활한 표면의 단독 경화물막의 샘플을 사용하여 자외광 광도계에 의해 측정할 수 있다.
〔투과율의 측정〕
반도체 디바이스용 부재의, 흠집이나 요철에 의한 산란이 없는 두께 약 1㎜ 의 평활한 표면의 단독 경화물막을 사용하여, 자외 분광 광도계 (시마즈 제조소 제조 UV-3100) 를 사용하여 파장 200㎚ ∼ 800㎚ 에 있어서 투과도 측정을 한다.
단, 반도체 발광 디바이스의 형상은 여러가지로서, 대다수는 0.1㎜ 를 초과하는 후막 형상에서의 사용인데, LED 칩 (발광 소자) 으로부터 떨어진 위치에 박막 형상의 형광체층 (예를 들어 나노 형광체 입자나 형광 이온을 함유하는 두께 수 ㎛ 의 층) 을 형성하는 경우나, LED 칩의 바로 위에 박막 상에 고굴절 광취출막을 형성하는 경우 등, 박막 사용의 용도도 있다. 이와 같은 경우에는, 이 막 두께에 있어서 80％ 이상의 투과율을 나타내는 것이 바람직하다. 이와 같은 박막 형상의 적용 형태에 있어서도, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 우수한 내광성, 내열성을 나타내어, 봉지 성능이 우수하고, 크랙 등이 없어 안정적으로 성막할 수 있다.
[1-4-4] 피크 면적비
본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 다음의 조건을 만족하는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 고체 Si-핵자기 공명 스펙트럼에 있어서, (케미컬 시프트 -40ppm 이상 0ppm 이하의 피크의 총면적)/(케미컬 시프트 -40ppm 미만 피크의 총면적) 의 비 (이하 적절히「본 발명에 관련된 피크 면적비」라고 한다) 가 통상적으로 3 이상, 바람직하게는 5 이상, 보다 바람직하게는 10 이상, 또 통상적으로 200 이하, 바람직하게는 100 이하, 보다 바람직하게는 50 이하인 것이 바람직하다.
본 발명에 관련된 피크 면적비가 상기 범위에 있는 것은, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재가 2 관능 실란을, 3 관능 실란이나 4 관능 실란 등의 3 관능 이상의 실란보다 많이 갖는 것을 나타낸다. 이와 같이 2 관능 이하의 실란을 많이 가짐으로써, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 엘라스토머 형상을 나타낼 수 있게 되어 응력을 완화시킬 수 있게 된다.
단, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 본 발명에 관련된 피크 면적비에 대한 상기 조건을 만족하지 않아도 엘라스토머 형상을 나타내는 경우가 있다. 예를 들어 규소 이외의 금속 알콕시드 등의 커플링제를 가교제로서 사용하여 본 발명의 반도체 디바이스용 부재를 제조한 경우 등이 이 경우에 해당한다. 본 발명의 반도체 디바이스용 부재가 엘라스토머 형상을 나타내기 위한 수법은 임의이며, 이 본 발명에 관련된 피크 면적비에 대한 상기 조건에 한정되는 것은 아니다.
[1-4-5] 관능기
본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 폴리프탈아미드 등의 수지, 세라믹 또는 금속의 표면에 존재하는 소정의 관능기 (예를 들어 수산기, 메탈록산 결합 중의 산소 등) 와 수소 결합 가능한 관능기를 갖는다. 반도체 디바이스용 용기 (후술하는 컵 등. 이하 적절히「반도체 디바이스 용기」라고 한다) 는 통상적으로 세라믹 또는 금속으로 형성되어 있다. 또, 세라믹이나 금속의 표면에는 통상적으로는 수산기가 존재한다. 한편, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 통상적으로 당해 수산기와 수소 결합 가능한 관능기를 갖고 있다. 따라서, 상기 수소 결합에 의해, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 반도체 디바이스 용기에 대한 밀착성이 우수한 것이다.
본 발명의 반도체 디바이스용 부재가 갖는, 상기 수산기에 대하여 수소 결합이 가능한 관능기로는, 예를 들어 실란올, 알콕시기, 아미노기, 이미노기, 메타크릴기, 아크릴기, 티올기, 에폭시기, 에테르기, 카르보닐기, 카르복실기, 술폰산기 등을 들 수 있다. 그 중에서도 내열성의 관점에서 실란올, 알콕시기가 바람직하다. 또한, 상기 관능기는 1 종이어도 되고, 2 종 이상이어도 된다.
또한, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재가, 상기와 같이 수산기에 대하여 수소 결합이 가능한 관능기를 갖고 있는지 아닌지는, 고체 Si-NMR, 고체 1H-NMR, 적외선 흡수 스페트럼 (IR), 라만 스펙트럼 등의 분광학적 수법에 따라 확인할 수 있다.
[1-4-6] 내열성
본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 내열성이 우수하다. 즉, 고온 조건하에 방치한 경우라도, 소정의 파장을 갖는 광에 있어서의 투과율이 잘 변동되지 않는 성질을 갖는다. 구체적으로는, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 200℃ 에서 500 시간 방치한 전후에 있어서, 파장 400㎚ 의 광에 대한 투과율의 유지율이 통상적으로 80％ 이상, 바람직하게는 90％ 이상, 보다 바람직하게는 95％ 이상이며, 또 통상적으로 110％ 이하, 바람직하게는 105％ 이하, 보다 바람직하게는 100％ 이하이다.
또한, 상기의 변동비는 자외/가시 분광 광도계에 의한 투과율 측정에 의해, [1-4-3] 에서 전술한 투과도의 측정 방법과 동일하게 하여 측정할 수 있다.
[1-4-7] 내 UV 성
본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 내광성이 우수하다. 즉, UV (자외광) 를 조사한 경우라도, 소정의 파장을 갖는 광에 대한 투과율이 잘 변동되지 않는 성질을 갖는다. 구체적으로는, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 중심 파장 380㎚, 방사 강도 0.6㎾/㎡ 의 광을 72 시간 조사한 전후에 있어서, 파장 400㎚ 의 광에 있어서의 투과율의 유지율이 통상적으로 80％ 이상, 바람직하게는 90％ 이상, 보다 바람직하게는 95％ 이상이며, 또 통상적으로 110％ 이하, 바람직하게는 105％ 이하, 보다 바람직하게는 100％ 이하이다.
또한, 상기 변동비는 자외/가시 분광 광도계에 의한 투과율 측정에 의해, [1-4-3] 에서 전술한 투과율의 측정 방법과 동일하게 하여 측정할 수 있다.
[1-4-8] 촉매 잔류량
본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 통상적으로 지르코늄, 하프늄, 주석, 아연, 및 티탄에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 함유하는 유기 금속 화합물 촉매를 사용하여 제조된다. 그 때문에, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재에는, 통상적으로는 이들 촉매가 잔류되어 있다. 구체적으로는, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 상기 유기 금속 화합물 촉매를, 금속 원소 환산으로, 통상적으로 0.001 중량％ 이상, 바람직하게는 0.01 중량％ 이상, 보다 바람직하게는 0.02 중량％ 이상, 또 통상적으로 0.3 중량％ 이하, 바람직하게는 0.2 중량％ 이하, 보다 바람직하게는 0.1 중량％ 이하만 함유한다.
또한, 상기 유기 금속 화합물 촉매의 함유율은 ICP 분석에 의해 측정할 수 있다.
[1-4-9] 저비점 성분
본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 TG-mass (열분해 MS 크로마토그램) 에 있어서, 40℃ ∼ 210℃ 범위의 가열 발생 가스의 크로마토그램 적분 면적이 작은 것이 바람직하다.
TG-mass 는 반도체 디바이스용 부재를 승온시켜 반도체 디바이스용 부재 중의 저비점 성분을 검출하는 것인데, 40℃ ∼ 210℃ 의 범위에 크로마토그램 적분 면적이 큰 경우, 물, 용매 및 3 원자 고리 내지 5 원자 고리의 고리형 실록산과 같은, 저비점 성분이 성분 중에 존재하는 것을 나타낸다. 이와 같은 경우, (i) 저비점 성분이 많아져, 경화 과정에 있어서 기포의 발생 또는 블리드 아웃하여 반도체 디바이스 용기와의 밀착성이 낮아질 가능성이나, (ⅱ) 사용시의 발열에 의해 기포의 발생 또는 블리드 아웃하는 등의 가능성이 있다. 그래서, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 이러한 저비점 성분이 적은 것이 바람직하다.
본 발명의 반도체 디바이스용 부재에 있어서, TG-mass 에 의해 검출되는 상기 저비점 성분량을 낮게 억제하는 방법으로는, 예를 들어 하기 방법을 들 수 있다.
(i) 중합 반응 등을 충분히 실시하여, 저분자량의 원료가 잔존하지 않도록 한다. 예를 들어 후술하는「[2] 반도체 디바이스용 부재의 제조 방법」과 같은, 특정한 화합물을 가수 분해·중축합한 중축합물을 본 발명의 반도체 디바이스용 부재로 하는 경우에는, 상압에서 가수 분해·중축합을 실시하는 경우, 통상적으로 15℃ 이상, 바람직하게는 20℃ 이상, 보다 바람직하게는 40℃ 이상, 또 통상적으로 140℃ 이하, 바람직하게는 135℃ 이하, 보다 바람직하게는 130℃ 이하의 범위에서 가수 분해·중축합을 실시한다. 또, 가수 분해·중축합 반응 시간은 반응 온도에 따라 상이한데, 통상적으로 0.1 시간 이상, 바람직하게는 1 시간 이상, 더욱 바람직하게는 3 시간 이상, 또 통상적으로 100 시간 이하, 바람직하게는 20 시간 이하, 더욱 바람직하게는 15 시간 이하의 범위에서 실시된다. 반응 시간의 조정은 GPC, 점도 측정에 따라 순서대로 분자량 관리를 하면서 적절히 실시하는 것이 바람직하다. 또한, 승온 시간을 고려하여 조절하는 것이 바람직하다.
(ⅱ) 중합 반응 등의 반응 공정 이외의 공정에 있어서, 저비점 성분을 효율적으로 제거한다. 예를 들어 후술하는「[2] 반도체 디바이스용 부재의 제조 방법」과 같은, 특정한 화합물을 가수 분해·중축합한 중축합물을 본 발명의 반도체 디바이스용 부재로 하는 경우에는, 중축합 반응 공정 후의 용매 증류 제거, 건조 공정에 있어서, 중축합 반응이 진행되지 않도록 하면서 저비점 성분을 제거한다. 구체적으로는, 예를 들어 용매의 증류 제거를 실시할 때의 온도 조건을, 통상적으로 60℃ 이상, 바람직하게는 80℃ 이상, 보다 바람직하게는 100℃ 이상, 또 통상적으로 150℃ 이하, 바람직하게는 130℃ 이하, 보다 바람직하게는 120℃ 이하로 한다. 또, 용매의 증류 제거를 실시할 때의 압력 조건을, 통상적으로는 상압으로 한다. 또한, 필요에 따라 용매 증류 제거시의 반응액의 비점이 경화 개시 온도 (통상적으로는 120℃ 이상) 에 도달하지 않도록 감압된다. 또, 용매 증류 제거, 건조 공정을 아르곤 가스, 질소 가스, 헬륨 가스 등의 불활성 가스 분위기하에서 실시한다.
[1-4-10] 다른 부재와의 조합
본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 단독으로 봉지재로서 사용해도 되는데, 유기 형광체, 산소나 수분에 의해 열화되기 쉬운 형광체, 반도체 발광 디바이스를 봉지하는 경우 등, 보다 엄밀히 산소나 수분으로부터의 차단이 요구되는 용도에 있어서는, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재에 의해 형광체의 유지나 반도체 소자의 봉지·광취출을 실시하고, 또한 그 외측에 유리판이나 에폭시 수지 등의 고기밀 소재에 의한 기밀 봉지를 실시하거나 진공 봉지를 실시해도 된다. 이 경우의 디바이스 형상은 특별히 제한되지 않고, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재에 의한 봉지체, 도포물 또는 도포면이 실질적으로 금속·유리·고기밀성 수지 등의 고기밀 소재에 의해 외계로부터 보호 차단되어 산소나 수분의 유통이 없는 상태로 되어 있으면 된다.
또, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 상기 서술한 바와 같이 밀착성이 양호하기 때문에, 반도체 발광 디바이스용 접착제로서 이용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 반도체 소자와 패키지를 접착시키는 경우, 반도체 소자와 서브 마운트를 접착시키는 경우, 패키지 구성 요소끼리를 접착시키는 경우, 반도체 발광 디바이스와 외부 광학 부재를 접착시키는 경우 등에, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재를 도포, 인쇄, 포팅 등 함으로써 사용할 수 있다. 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 특히 내광성, 내열성이 우수하기 때문에, 장시간 고온이나 자외광에 노출되는 고출력의 반도체 발광 디바이스용 접착제로서 이용한 경우, 장기간 사용할 수 있어 높은 신뢰성을 갖는 반도체 발광 디바이스를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 이것만으로 충분히 밀착성을 담보할 수 있는 것인데, 더 밀착성을 담보하는 것을 목적으로 하여, 반도체 디바이스용 부재와 직접 접하는 표면에 밀착성 개선을 위한 표면 처리를 해도 된다. 이와 같은 표면 처리로는, 예를 들어 프라이머나 실란 커플링제를 사용한 밀착 개선층의 형성, 산이나 알칼리 등의 약품을 이용한 화학적 표면 처리, 플라즈마 조사나 이온 조사·전자선 조사를 이용한 물리적 표면 처리, 샌드 블라스트나 에칭·미립자 도포 등에 의한 조면화 처리 등을 들 수 있다. 밀착성 개선을 위한 표면 처리로는, 그 밖에 예를 들어 일본 공개특허공보 평5-25300호, 이나가키 노리히로 저「표면 화학」Vol.18 No.9, pp21-26, 쿠로사키 카즈오 저「표면 화학」Vol.19 No.2, pp44-51 (1998) 등에 개시된 공지된 표면 처리 방법을 들 수 있다.
[1-4-11] 기타
본 발명의 반도체 디바이스용 부재의 형상 및 치수에 제한은 없고 임의이다. 예를 들어 반도체 디바이스용 부재가 어떠한 반도체 디바이스 용기 내를 충전하는 봉지재로서 사용되는 경우에는, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재의 형상 및 치수는, 그 반도체 디바이스 용기의 형상 및 치수에 따라 결정된다. 또, 반도체 디바이스용 부재가 어떠한 기판의 표면에 형성되는 경우에는, 통상적으로는 막상으로 형성되는 경우가 많아 그 치수는 용도에 따라 임의로 설정된다.
단, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 막상으로 형성하는 경우, 후막으로 형성할 수 있는 것을 이점의 하나로 하고 있다. 종래의 반도체 디바이스용 부재는 후막화되면 내부 응력 등에 의해 크랙 등이 발생하여 후막화가 곤란했는데, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 그러한 경우는 없어 안정적으로 후막화할 수 있다. 구체적 범위를 들면, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 통상적으로 0.1㎛ 이상, 바람직하게는 10㎛ 이상, 보다 바람직하게는 100㎛ 이상의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 상한에 제한은 없지만, 통상적으로 10㎜ 이하, 바람직하게는 5㎜ 이하, 보다 바람직하게는 1㎜ 이하이다. 여기에서, 막의 두께가 일정하지 않은 경우에는, 막의 두께란 그 막의 최대 두께 부분의 두께를 가리키는 것으로 한다.
또, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 통상, 종래보다 장기간에 걸쳐 크랙이나 박리를 발생시키지 않고 반도체 디바이스를 봉지할 수 있다. 구체적으로는, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재를 사용하여 반도체 발광 디바이스를 봉지하고, 당해 반도체 발광 디바이스에, 통상적으로 20㎃ 이상, 바람직하게는 350㎃ 이상의 구동 전류를 통전시켜 온도 85℃ 상대 습도 85％ 로 연속 점등을 실시한 경우에, 통상적으로 500 시간 이상, 바람직하게는 1000 시간 이상, 보다 바람직하게는 2000 시간 이상 경과 후의 휘도가, 점등 직후의 휘도와 비교하여 저하되지 않는다.
또, 용도에 따라서는, 반도체 디바이스용 부재는 그 밖의 성분을 함유하고 있어도 된다. 예를 들어 본 발명의 반도체 디바이스용 부재를 반도체 발광 디바이스의 구성 부재로서 사용하는 경우 등에 있어서는, 형광체나 무기 입자 등을 함유시켜도 된다. 또한, 이 점에 대해서는 용도의 설명과 함께 이후에 설명한다.
또한, 그 밖의 성분은 1 종만을 사용해도 되고, 2 종 이상을 임의의 조합 및 비율로 병용해도 된다.
또, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재에는 통상적으로 미량의 알콕시기가 잔존한다. 이 말단 알콕시기가 적은 반도체 디바이스용 부재는 TG-DTA 에 의한 중량감이 적어 내열성이 높아진다.
[2] 반도체 디바이스용 부재의 제조 방법
본 발명의 반도체 디바이스용 부재를 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않는데, 예를 들어 후술하는 일반식 (1) 이나 일반식 (2) 로 나타내는 화합물 및/또는 그들 올리고머를 가수 분해·중축합하고, 중축합물 (가수 분해·중축합물) 을 건조시킴으로써 얻을 수 있다. 단, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재에서는 실록산 결합을 주체로 하는 것이 바람직하기 때문에, 일반식 (1) 로 나타내는 화합물 또는 그 올리고머를 원료의 주체로 하는 것이 바람직하다. 또, 가수 분해·중축합물이 용매를 함유하고 있는 경우에는, 건조시키기 전에 사전에 용매를 증류 제거하도록 해도 된다.
또한, 이하의 설명에 있어서 상기 가수 분해·중축합물 또는 이것을 함유하는 조성물로서, 건조 공정 전에 얻어지는 것을 반도체 디바이스용 부재 형성액이라고 한다. 따라서, 여기에서 설명하는 제조 방법 (이하 적절히「본 발명의 제조 방법」이라고 한다) 에 따라 본 발명의 반도체 디바이스용 부재를 제조하는 경우, 이 반도체 디바이스용 부재 형성액으로부터 건조 공정을 거쳐 얻어진 것이 반도체 디바이스용 부재가 된다.
이하, 이 반도체 디바이스용 부재의 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다.
[2-1] 원료
원료로는 하기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물 (이하 적절히「화합물 (1)」이라고 한다) 및/또는 그 올리고머를 사용한다.
[화학식 3]
Figure pat00004
일반식 (1) 중, M 은 규소, 알루미늄, 지르코늄, 및 티탄으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 원소이다. 그 중에서도 규소가 바람직하다.
일반식 (1) 중, m 은 M 의 가수를 나타내고, 1 이상, 4 이하의 정수이다. 또,「m+」란 그것이 정의 가수인 것을 나타낸다.
n 은 X 기의 수를 나타내고, 1 이상, 4 이하의 정수이다. 단, m≥n 이다.
일반식 (1) 중, X 는 용액 중의 물이나 공기 중의 수분 등에 의해 가수 분해되어, 반응성이 풍부한 수산기를 생성하는 가수 분해성기로서, 종래부터 공지된 것을 임의로 사용할 수 있다. 예를 들어 C1 ∼ C5 의 저급 알콕시기, 아세톡시기, 부타녹심기, 클로르기 등을 들 수 있다. 또한, 여기에서 Ci (i 는 자연수) 라는 표기는 탄소수가 i 개인 것을 나타낸다. 또한, X 는 수산기이어도 된다. 또, 이들 가수 분해성기는 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 임의의 조합 및 비율로 병용해도 된다.
그 중에서도, 반응 후에 유리되는 성분이 중성인 점에서 C1 ∼ C5 의 저급 알콕시기가 바람직하다. 특히, 반응성이 풍부하여, 유리되는 용매가 경비인 점에서 메톡시기 또는 에톡시기가 바람직하다.
또한, 일반식 (1) 중에서 X 가 아세톡시기나 클로르기인 경우에는, 가수 분해 반응 후에 아세트산이나 염산을 유리시키기 때문에, 반도체 디바이스용 부재에 절연성이 요구되는 경우에는, 산성분을 제거하는 공정을 부가하는 것이 바람직하다.
일반식 (1) 중, Y1 은 이른바 실란 커플링제의 1 가의 유기기로서 공지된 것을 모두 임의로 선택하여 사용할 수 있다. 그 중에서도, 본 발명에 있어서 일반식 (1) 에 있어서의 Y1 로서 특히 유용한 유기기란, 이하의 Y0 에 나타내어지는 군 (유용 유기기군) 에서 선택되는 것이다. 또한, 반도체 디바이스를 구성하는 다른 재료와의 친화성 향상, 밀착성 향상, 반도체 디바이스용 부재의 굴절률 조정 등을 위해서, 적당히 다른 유기기를 선택하도록 해도 된다.
<유용 유기기군 Y0>
Y0 : 지방족 화합물, 지환식 화합물, 방향족 화합물, 지방 방향족 화합물로부터 유도되는 1 가 이상의 유기기이다.
또, 군 Y0 에 속하는 유기기의 탄소수는 통상적으로 1 이상, 또 통상적으로 1000 이하, 바람직하게는 500 이하, 보다 바람직하게는 100 이하, 더욱 바람직하게는 50 이하이다.
또한, 군 Y0 에 속하는 유기기가 갖는 수소 원자 중 적어도 일부는, 하기에 예시하는 원자 및/또는 유기 관능기 등의 치환기로 치환되어 있어도 된다. 이 때, 군 Y0 에 속하는 유기기가 갖는 수소 원자 중 복수가 하기 치환기로 치환되어 있어도 되고, 이 경우, 하기에 나타내는 치환기 중에서 선택한 1 종 또는 2 종 이상의 조합에 의해 치환되어 있어도 된다.
군 Y0 에 속하는 유기기의 수소 원자와 치환 가능한 치환기의 예로는 F, Cl, Br, I 등의 원자 ; 비닐기, 메타크릴옥시기, 아크릴옥시기, 스티릴기, 메르캅토기, 에폭시기, 에폭시시클로헥실기, 글리시독시기, 아미노기, 시아노기, 니트로기, 술폰산기, 카르복시기, 히드록시기, 아실기, 알콕시기, 이미노기, 페닐기 등의 유기 관능기 등을 들 수 있다.
또한, 상기 모든 경우에 있어서 군 Y0 에 속하는 유기기가 갖는 수소 원자와 치환 가능한 치환기 중, 유기 관능기에 대해서는 그 유기 관능기가 갖는 수소 원자 중 적어도 일부가 F, Cl, Br, I 등의 할로겐 원자 등으로 치환되어 있어도 된다.
단, 군 Y0 에 속하는 유기기의 수소와 치환 가능한 치환기로서 예시한 것 중에서도, 유기 관능기는 도입하기 쉬운 것의 일례로서, 사용 목적에 따라 이 밖에 각종의 물리 화학적 기능성을 갖는 유기 관능기를 도입해도 된다.
또, 군 Y0 에 속하는 유기기는 그 중에 연결기로서 O, N, 또는 S 등의 각종의 원자 또는 원자단을 갖는 것이어도 된다.
일반식 (1) 중, Y1 은 상기 유용 유기기군 Y0 에 속하는 유기기 등에서, 그 목적에 따라 여러가지 기를 선택할 수 있는데, 내자외선성, 내열성이 우수한 점에서 메틸기를 주체로 하는 것이 바람직하다.
상기 서술한 화합물 (1) 의 구체예를 들면, M 이 규소인 화합물로는, 예를 들어 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 디페닐디메톡시실란, 디페닐디에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리아세톡시실란, γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, γ-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리에톡시실란, γ-(메타)아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 페닐트리아세톡시실란, γ-메르캅토프로필트리메톡시실란, γ-클로로프로필트리메톡시실란, β-시아노에틸트리에톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 메틸트리프로폭시실란, 메틸트리부톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라프로폭시실란, 테트라부톡시실란, 디메틸디클로로실란, 디페닐디클로로실란, 메틸페닐디메톡시실란, 트리메틸메톡시실란, 트리메틸에톡시실란, 트리메틸클로로실란, 메틸트리클로로실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, 4-아미노부틸트리에톡시실란, p-아미노페닐트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 아미노에틸아미노메틸페네틸트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 2- (3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 4-아미노부틸트리에톡시실란, N-(6-아미노헥실)아미노프로필트리메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-클로로프로필트리클로로실란, (p-클로로메틸)페닐트리메톡시실란, 4-클로로페닐트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 스티릴에틸트리메톡시실란, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란, 비닐트리클로로실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, 트리플루오로프로필트리메톡시실란 등을 들 수 있다.
또, 화합물 (1) 중, M 이 알루미늄인 화합물로는, 예를 들어 알루미늄트리이소프로폭시드, 알루미늄트리n-부톡시드, 알루미늄트리t-부톡시드, 알루미늄트리에톡시드 등을 들 수 있다.
또, 화합물 (1) 중, M 이 지르코늄인 화합물로는, 예를 들어 지르코늄테트라메톡시드, 지르코늄테트라에톡시드, 지르코늄테트라n-프로폭시드, 지르코늄테트라i-프로폭시드, 지르코늄테트라n-부톡시드, 지르코늄테트라i-부톡시드, 지르코늄테트라t-부톡시드, 지르코늄디메타크릴레이트디부톡시드 등을 들 수 있다.
또, 화합물 (1) 중, M 이 티탄인 화합물로는, 예를 들어 티탄테트라이소프로폭시드, 티탄테트라n-부톡시드, 티탄테트라i-부톡시드, 티탄메타크릴레이트트리이소프로폭시드, 티탄테트라메톡시프로폭시드, 티탄테트라n-프로폭시드, 티탄테트라에톡시드 등을 들 수 있다.
단, 이들로 구체적으로 예시한 화합물은 입수 용이한 시판되는 커플링제의 일부로서, 더욱 상세하게는 예를 들어 과학 기술 종합 연구소에서 발행된「커플링제 최적 이용 기술」9 장의 커플링제 및 관련 제품 일람표에 따라 나타낼 수 있다. 또, 당연한 것이지만 본 발명에 사용할 수 있는 커플링제는 이들 예시에 의해 제한되지는 않는다.
또, 하기 일반식 (2) 로 나타내는 화합물 (이하 적절히「화합물 (2)」라고 한다) 및/또는 그 올리고머도, 상기 화합물 (1) 및/또는 그 올리고머와 마찬가지로 사용할 수 있다.
[화학식 4]
Figure pat00005
일반식 (2) 에 있어서, M, X 및 Y1 은 각각 독립적으로 일반식 (1) 과 동일한 것을 나타낸다. 특히 Y1 로는, 일반식 (1) 의 경우와 마찬가지로 상기 유용 유기기군 Y0 에 속하는 유기기 등에서, 그 목적에 따라 여러가지 기를 선택할 수 있는데, 내자외선성, 내열성이 우수한 점에서 메틸기를 주체로 하는 것이 바람직하다.
또, 일반식 (2) 에 있어서 s 는 M 의 가수를 나타내고, 2 이상, 4 이하의 정수이다. 또,「s+」는 그것이 정의 정수인 것을 나타낸다.
또한, 일반식 (2) 에 있어서 Y2 는 u 가의 유기기를 나타낸다. 단, u 는 2 이상의 정수를 나타낸다. 따라서, 일반식 (2) 중, Y2 는 이른바 실란 커플링제의 유기기로서 공지된 것 중 2 가 이상의 것을 임의로 선택하여 사용할 수 있다.
또, 일반식 (2) 에 있어서 t 는 1 이상, s-1 이하의 정수를 나타낸다. 단, t≤s 이다.
상기 화합물 (2) 의 예로는, 각종 유기 폴리머나 올리고머에 측쇄로서 가수 분해성 실릴기가 복수 결합되어 있는 것이나, 실록산 폴리머에 메틸렌 사슬 등의 유기 연결기를 통해 가수 분해성 실릴기가 결합되어 있는 것, 및 분자의 복수의 말단에 가수 분해성 실릴기가 결합되어 있는 것 등을 들 수 있다.
상기 화합물 (2) 의 구체예 및 그 제품명을 이하에 든다.
·비스(트리에톡시실릴프로필)테트라설파이드
(신에츠 화학 제조, KBE-846)
·2-디에톡시메틸에틸실릴디메틸-2-푸라닐실란
(신에츠 화학 제조, LS-7740)
·N,N'-비스[3-(트리메톡시실릴)프로필]에틸렌디아민
(칫소 제조, 사이라에이스 XS1003)
·N-글리시딜-N,N-비스[3-(메틸디메톡시실릴)프로필]아민
(토시바 실리콘 제조, TSL8227)
·N-글리시딜-N,N-비스[3-(트리메톡시실릴)프로필]아민
(토시바 실리콘 제조, TSL8228)
·N,N-비스[(메틸디메톡시실릴)프로필]아민
(토시바 실리콘 제조, TSL8206)
·N,N-비스[3-(메틸디메톡시실릴)프로필]에틸렌디아민
(토시바 실리콘 제조, TSL8212)
·N,N-비스[(메틸디메톡시실릴)프로필]메타크릴아미드
(토시바 실리콘 제조, TSL8213)
·N,N-비스[3-(트리메톡시실릴)프로필]아민
(토시바 실리콘 제조, TSL8208)
·N,N-비스[3-(트리메톡시실릴)프로필]에틸렌디아민
(토시바 실리콘 제조, TSL8214)
·N,N-비스[3-(트리메톡시실릴)프로필]메타크릴아미드
(토시바 실리콘 제조, TSL8215)
·N,N',N"-트리스[3-(트리메톡시실릴)프로필]이소시아눌레이트
(히드라스 화학 제조, 12267-1)
·1,4-비스히드록시디메틸실릴벤젠
(신에츠 화학 제조, LS-7325)
화합물 (2) 의 합성에 있어서는, 가수 분해·중축합 이외의 공지된 합성 방법을 경유해도 된다. 예를 들어 SiH 기를 갖는 폴리디메틸실록산 사슬에 비닐기를 함유하는 알콕시실란을 히드로실릴화 반응으로 부가 축합시켜 가수 분해성 실릴기를 도입하거나, 비닐트리알콕시실란을 아크릴 모노머나 비닐 모노머와 공중합시켜 가수 분해성 실릴기를 도입해도 된다. 이와 같은 경우에는 계 내에 화합물 (2) 의 합성 유래의 미반응 잔기나 촉매가 잔류하는 경우가 있으나, 반도체 디바이스용 부재로서의 성능을 저해하지 않을 정도의 소량으로 미반응 잔기나 촉매를 저감시키는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 고정화 촉매를 사용하여 반응 후에 제거하거나, 촉매 농도를 반응이 진행되는 최저한의 농도로 하면 된다.
원료로는 화합물 (1), 화합물 (2), 및/또는 그들 올리고머를 사용할 수 있다. 즉, 본 발명의 제조 방법에서는, 원료로서 화합물 (1), 화합물 (1) 의 올리고머, 화합물 (2), 화합물 (2) 의 올리고머, 및 화합물 (1) 과 화합물 (2) 의 올리고머 중 어느 하나를 사용해도 된다. 또한, 원료로서 화합물 (1) 의 올리고머 또는 화합물 (2) 의 올리고머를 사용하는 경우, 그 올리고머의 분자량은 본 발명의 반도체 디바이스용 부재를 얻을 수 있는 한 임의인데, 통상적으로 400 이상이다.
여기에서 화합물 (2) 및/또는 그 올리고머를 주원료로서 사용하면 계 내의 주쇄 구조가 유기 결합 주체가 되어 내구성이 떨어지는 것이 될 가능성이 있다. 이 때문에, 화합물 (2) 는 주로 밀착성 부여나 굴절률 조정, 반응성 제어, 무기 입자 분산성 부여 등의 기능성 부여를 위해 최소한의 사용량으로 사용하는 것이 바람직하다. 화합물 (1) 및/또는 그 올리고머 (화합물 (1) 유래 성분) 와, 화합물 (2) 및/또는 그 올리고머 (화합물 (2) 유래 성분) 를 동시에 사용하는 경우에는 원료의 총중량에 있어서의 화합물 (2) 유래 성분의 사용량 비율이 통상적으로 30 중량％ 이하, 바람직하게는 20 중량％ 이하, 더욱 바람직하게는 10 중량％ 이하인 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재 형성액 및 반도체 디바이스용 부재의 제조 방법에 있어서, 원료로서 화합물 (1) 또는 화합물 (2) 의 올리고머를 사용하는 경우에는, 올리고머를 미리 준비하도록 해도 되는데, 제조 공정 중에서 올리고머를 조제하도록 해도 된다. 즉, 화합물 (1) 또는 화합물 (2) 와 같은 모노머를 원료로 하고, 이것을 제조 공정 중에서 일단 올리고머로 하여, 이 올리고머로부터 이후의 반응을 진행시키도록 해도 된다.
또, 올리고머는 결과적으로 화합물 (1) 또는 화합물 (2) 와 같은 모노머로부터 얻어지는 것과 동일한 구조를 갖고 있는 것이면 되고, 그러한 구조를 갖는 시판되는 것을 사용할 수도 있다. 이러한 올리고머의 구체예로는, 예를 들어 이하와 같은 것을 들 수 있다.
<2 관능 규소만으로 이루어지는 올리고머의 예>
GE 토시바 실리콘사 제조 히드록시 말단 디메틸폴리실록산으로는, 예를 들어 XC96-723, XF3905, YF3057, YF3800, YF3802, YF3807, YF3897 등을 들 수 있다.
GE 토시바 실리콘사 제조 히드록시 말단 메틸페닐폴리실록산으로는, 예를 들어 YF3804 등을 들 수 있다.
Gelest 사 제조 양말단 실란올폴리디메틸실록산으로는, 예를 들어 DMS-S12, DMS-S14 등을 들 수 있다.
Gelest 사 제조 양말단 실란올디페닐실록산-디메틸실록산 코폴리머로는, 예를 들어 PDS-1615 를 들 수 있다.
Gelest 사 제조 양말단 실란올폴리디페닐실록산으로는, 예를 들어 PDS-9931 을 들 수 있다.
<3 관능 이상의 규소를 함유하는 올리고머의 예>
신에츠 화학 공업 제조 실리콘알콕시 올리고머 (메틸/메톡시형) 로는, 예를 들어 KC-89S, KR-500, X-40-9225, X-40-9246, X-40-9250 등을 들 수 있다.
신에츠 화학 공업 제조 실리콘알콕시 올리고머 (페닐/메톡시형) 로는, 예를 들어 KR-217 등을 들 수 있다.
신에츠 화학 공업 제조 실리콘알콕시 올리고머 (메틸페닐/메톡시형) 로는, 예를 들어 KR-9218, KR-213, KR-510, X-40-9227, X-40-9247 등을 들 수 있다.
이들 중, 2 관능 규소만으로 이루어지는 올리고머는 본 발명의 반도체 디바이스용 부재에 유연성을 부여하는 효과가 크지만, 2 관능 규소만으로는 기계적 강도가 불충분해지기 쉽다. 이 때문에, 3 관능 이상의 규소로 이루어지는 모노머 또는 3 관능 이상의 규소를 함유하는 올리고머와 함께 중합시킴으로써, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 봉지재로서 유용한 기계적 강도를 얻을 수 있다. 또, 반응성기로서 실란올을 갖는 것은 사전에 가수 분해할 필요가 없어, 물을 첨가하기 위한 상용제로서 알코올 등의 용제를 사용할 필요가 없는 장점이 있다. 또한, 알콕시기를 갖는 올리고머를 사용하는 경우에는, 알콕시기를 갖는 모노머를 원료로 하는 경우와 마찬가지로 가수 분해하기 위한 물이 필요하다.
또한, 원료로는 이들 화합물 (1), 화합물 (2), 및 그 올리고머 중 1 종류만을 사용해도 되는데, 2 종류 이상을 임의의 조합 및 조성으로 혼합해도 상관없다. 또한, 미리 가수 분해된 (즉, 일반식 (1), (2) 에 있어서 X 가 OH 기이다) 화합물 (1), 화합물 (2) 및 그 올리고머를 사용하도록 해도 된다.
단, 본 발명에서는 원료로서, M 으로서 규소를 함유하고, 또한 유기기 Y1 또는 유기기 Y2 를 적어도 1 개 갖는 화합물 (1), 화합물 (2) 및 그 올리고머 (가수 분해된 것을 포함한다) 를 적어도 1 종 이상 사용할 필요가 있다. 또, 계 내의 가교가 주로 실록산 결합을 비롯한 무기 성분에 의해 형성되는 것이 바람직한 점에서, 화합물 (1) 및 화합물 (2) 를 함께 사용하는 경우에는 화합물 (1) 이 주체가 되는 것이 바람직하다.
또, 실록산 결합을 주체로 하는 반도체 디바이스용 부재를 얻기 위해서는, 화합물 (1) 및/또는 그 올리고머를 원료의 주체로서 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 이들 화합물 (1) 의 올리고머 및/또는 화합물 (2) 의 올리고머는, 2 관능을 주체로 한 조성으로 구성되어 있는 것이 보다 바람직하다. 특히, 이 화합물 (1) 의 올리고머 및/또는 화합물 (2) 의 올리고머의 2 관능 단위는, 2 관능 올리고머로서 사용되는 것이 바람직하다.
또한, 화합물 (1) 의 올리고머 및/또는 화합물 (2) 의 올리고머 중, 2 관능인 것 (이하 적절히「2 관능 성분 올리고머」라고 한다) 을 주체로서 사용하는 경우, 이들 2 관능 성분 올리고머의 사용량은 원료의 총중량 (즉, 화합물 (1), 화합물 (2), 및 그 올리고머의 중량의 합) 에 대하여, 통상적으로 50 중량％ 이상, 바람직하게는 60 중량％ 이상, 보다 바람직하게는 70 중량％ 이상이다. 또한, 사용량의 상한은 통상적으로 97 중량％ 이다. 2 관능 성분 올리고머를 원료의 주체로서 사용하는 것이, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재의 제조 방법에 따라, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재를 용이하게 제조할 수 있는 요인 중 하나로 되어 있기 때문이다.
이하, 2 관능 성분 올리고머를 원료의 주체로서 사용한 것에 따른 이점에 대하여 상세히 설명한다.
예를 들어 종래의 졸 겔법에 따라 제조되었던 반도체 디바이스용 부재에서는, 그 원료를 가수 분해 및 중축합시킨 가수 분해·중축합물 (도포액 (가수 분해액) 에 함유된 것 등을 포함한다) 은 높은 반응 활성을 갖고 있었다. 따라서, 그 가수 분해·중축합물을 알코올 등의 용매로 희석하지 않으면 계 내의 중합이 진행되어, 곧바로 경화되기 때문에 성형이나 취급이 곤란하였다. 예를 들어 종래에는 용매로 희석하지 않은 경우에는, 온도가 40℃ ∼ 50℃ 정도라도 경화되는 경우가 있었다. 따라서, 가수 분해 후에 얻어진 가수 분해·중축합물의 취급성을 확보하기 위해서는, 가수 분해·중축합물에 용매를 공존시키는 것이 필수였다.
또, 가수 분해·중축합물에 용매를 공존시킨 채 가수 분해·중축합물의 건조·경화를 실시시키면, 경화시에 탈수 축합에 의한 수축에 추가로, 탈용매에 의한 수축 (탈용매 수축) 이 가미된다. 이로써, 종래의 반도체 디바이스에서는 경화물의 내부 응력이 커지기 쉬워, 이 내부 응력에서 기인되는 크랙, 박리, 단선 등이 발생되기 쉬웠다.
또한, 상기 내부 응력을 완화시키기 위해서 반도체 디바이스용 부재를 유연화하는 목적으로 원료로서 2 관능 성분 모노머를 다용하면, 중축합체 내의 저비 고리형체가 많아질 가능성이 있었다. 저비 고리형체는 경화시에 휘발되기 때문에, 저비 고리형체가 많아지면 중량 수율이 저하되게 된다. 또, 저비 고리형체는 경화물으로부터도 휘발되어, 응력 발생의 원인이 되는 경우가 있다. 또한, 저비 고리형체를 많이 함유하는 반도체 디바이스용 부재는 내열성이 낮아지는 경우가 있다. 이런 이유들에 의해, 종래에는 반도체 디바이스용 부재를, 성능이 좋은 엘라스토머 형상 경화체로서 얻는 것이 곤란하였다.
이에 반해, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재의 제조 방법에서는, 원료로서 다른 계에서 (즉, 가수 분해·중축합 공정에 관여하지 않는 계에서) 2 관능 성분을 미리 올리고머화하여, 반응성 말단을 갖지 않는 저비 불순물을 증류 제거한 것을 원료로서 사용하도록 하고 있다. 따라서, 2 관능 성분 (즉, 상기 2 관능 성분 올리고머) 을 다용해도, 그들 저비 불순물이 휘발되지는 않아 경화물 중량 수율의 향상을 실현할 수 있음과 함께, 성능이 좋은 엘라스토머 형상 경화물을 얻을 수 있다.
또한, 2 관능 성분 올리고머를 주원료로 함으로써, 가수 분해·중축합물의 반응 활성을 억제할 수 있다. 이것은 가수 분해·중축합물의 입체 장해 및 전자 효과, 그리고 2 관능 성분 올리고머를 사용한 것에 수반하여 실란올 말단량이 저감된 것에 의한 것으로 추찰된다. 반응 활성을 억제함으로써, 용매를 공존시키지 않아도 가수 분해·중축합물은 경화되지 않고, 따라서 가수 분해·중축합물을 1 액형, 또한 무용매계로 할 수 있다.
또, 가수 분해·중축합물의 반응 활성이 저하됨으로써, 경화 개시 온도를 종래보다 높게 하는 것이 가능해졌다. 따라서, 가수 분해·중축합물의 경화 개시 온도 이하의 용매를 가수 분해·중축합물에 공존시킨 경우에는, 가수 분해·중축합물의 건조시에, 가수 분해·중축합물의 경화가 개시되는 것보다 이전에 용매가 휘발되게 된다. 이로써, 용매를 사용한 경우라도 탈용매 수축에서 기인하는 내부 응력의 발생을 억제할 수 있게 된다.
[2-2] 가수 분해·중축합 공정
본 발명에서는 먼저 상기 서술한 화합물 (1), 화합물 (2), 및/또는 그들 올리고머를 가수 분해·중축합 반응시킨다 (가수 분해·중축합 공정). 이 가수 분해·중축합 반응은 공지된 방법에 따라 실시할 수 있다. 또한, 이하 적절히 화합물 (1), 화합물 (2), 및 그 올리고머를 구별하지 않고 가리키는 경우,「원료 화합물」이라고 한다.
원료 화합물의 가수 분해·중축합 반응을 실시하기 위해서 사용하는 물의 이론량은, 하기 식 (3) 에 나타내는 반응식에 기초하여 계 내의 가수 분해성기 총량의 1/2 몰비이다.
[화학식 5]
Figure pat00006
또한, 상기 식 (3) 은 일반식 (1), (2) 의 M 이 규소인 경우를 예로서 나타내고 있다. 또,「≡Si」및「Si≡」는 규소 원자가 갖는 4 개의 결합수 중 3 개를 생략하여 나타낸 것이다.
본 명세서에서는, 이 가수 분해시에 필요한 물의 이론량, 즉 가수 분해성기 총량의 1/2 몰비에 상당하는 물의 양을 기준 (가수 분해율 100％) 으로 하고, 가수 분해시에 사용하는 물의 양을 이 기준량에 대한 백분율, 즉「가수 분해율」로 나타낸다.
본 발명에 있어서 가수 분해·중축합 반응을 실시하기 위해서 사용하는 물의 양은, 상기 서술한 가수 분해율로 나타낸 경우에, 통상적으로 80％ 이상, 이 중에서도 100％ 이상의 범위가 바람직하다. 가수 분해율이 이 범위보다 적은 경우, 가수 분해·중축합이 불충분하기 때문에, 경화시에 원료가 휘발되거나 경화물의 강도가 불충분해지거나 할 가능성이 있다. 한편, 가수 분해율이 200％ 를 초과하는 경우, 경화 도중의 계 내에는 항상 유리된 물이 잔존하여 반도체 소자나 형광체에 수분에 의한 열화를 초래하거나, 컵부가 흡수하여 경화시의 발포, 크랙, 박리의 원인이 되거나 하는 경우가 있다. 단, 가수 분해 반응에 있어서 중요한 것은 100％ 근방 이상 (예를 들어 80％ 이상) 의 물로 가수 분해·중축합을 실시한다는 것으로서, 도포 전에 유리된 물을 제외한 공정을 부가하면, 200％ 를 초과하는 가수 분해율을 적용할 수는 있다. 이 경우, 너무 대량의 물을 사용하면, 제거해야 할 물의 양이나 상용제로서 사용하는 용매의 양이 증가하여 농축 공정이 번잡해지거나, 중축합이 지나치게 진행되어 부재의 도포 성능이 저하되거나 하는 경우가 있기 때문에, 가수 분해율의 상한은 통상적으로 500％ 이하, 이 중에서도 300％ 이하, 바람직하게는 200％ 이하의 범위로 하는 것이 바람직하다.
원료 화합물을 가수 분해·축중합할 때에는, 촉매 등을 공존시켜 가수 분해·축중합을 촉진시키는 것이 바람직하다. 이 경우, 사용하는 촉매로는 예를 들어 아세트산, 프로피온산, 부티르산 등의 유기산 ; 질산, 염산, 인산, 황산 등의 무기산 ; 유기 금속 화합물 촉매 등을 이용할 수 있다. 이 중, 반도체 디바이스와 직접 접하는 부분에 사용하는 부재로 하는 경우에는, 절연 특성에 영향이 적은 유기 금속 화합물 촉매가 바람직하다. 여기에서, 유기 금속 화합물 촉매란, 유기기와 금속 원자가 직접 결합하여 이루어지는 좁은 의미의 유기 금속 화합물로 이루어지는 촉매만을 가리키는 것이 아니라, 유기 금속 착물, 금속 알콕시드, 유기산과 금속의 염 등을 포함하는 넓은 의미의 유기 금속 화합물로 이루어지는 촉매를 가리킨다.
유기 금속 화합물 촉매 중에서는, 지르코늄, 하프늄, 주석, 아연 및 티탄에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 함유하는 유기 금속 화합물 촉매가 바람직하고, 지르코늄을 함유하는 유기 금속 화합물 촉매가 더욱 바람직하다.
그 구체예를 들면, 지르코늄을 함유하는 유기 금속 화합물 촉매의 예로는, 지르코늄테트라아세틸아세토네이트, 지르코늄트리부톡시아세틸아세토네이트, 지르코늄디부톡시디아세틸아세토네이트, 지르코늄테트라노르말프로폭시드, 지르코늄테트라이소프로폭시드, 지르코늄테트라노르말부톡시드, 지르코늄아실레이트, 지르코늄트리부톡시스테아레이트 등을 들 수 있다.
또, 하프늄을 함유하는 유기 금속 화합물 촉매의 예로는, 하프늄테트라아세틸아세토네이트, 하프늄트리부톡시아세틸아세토네이트, 하프늄디부톡시디아세틸아세토네이트, 하프늄테트라노르말프로폭시드, 하프늄테트라이소프로폭시드, 하프늄테트라노르말부톡시드, 하프늄아실레이트, 하프늄트리부톡시스테아레이트 등을 들 수 있다.
또, 티탄을 함유하는 유기 금속 화합물 촉매의 예로는, 티타늄테트라이소프로폭시드, 티타늄테트라노르말부톡시드, 부틸티타네이트다이머, 테트라옥틸티타네이트, 티탄아세틸아세토네이트, 티탄옥틸렌글리콜레이트, 티탄에틸아세토아세테이트 등을 들 수 있다.
또, 아연을 함유하는 유기 금속 화합물 촉매의 예로는, 스테아르산아연, 옥틸산아연, 2-에틸헥산산아연, 아연 트리아세틸아세토네이트를 들 수 있다.
또, 주석을 함유하는 유기 금속 화합물 촉매의 예를 들면, 테트라부틸주석, 모노부틸주석트리클로라이드, 디부틸주석디클로라이드, 디부틸주석옥사이드, 테트라옥틸주석, 디옥틸주석디클로라이드, 디옥틸주석옥사이드, 테트라메틸주석, 디부틸주석라울레이트, 디옥틸주석라울레이트, 비스(2-에틸헥사노에이트)주석, 비스(네오데카노에이트)주석, 디-n-부틸비스(에틸헥실말레이트)주석, 디-노르말부틸비스(2,4-펜탄디오네이트)주석, 디-노르말부틸부톡시클로로주석, 디-노르말부틸디아세톡시주석, 디-노르말부틸디라우릴산주석, 디메틸디네오데카노에이트주석 등을 들 수 있다.
또한, 이들 유기 금속 화합물 촉매는 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 임의의 조합 및 비율로 병용해도 된다.
상기 바람직한 유기 금속 화합물 촉매를 사용함으로써, 원료 화합물을 가수 분해·중축합할 때에는, 부생물의 저분자 고리형 실록산의 생성을 억제하여 높은 수율로 반도체 디바이스용 부재 형성액을 합성할 수 있다.
또, 이 유기 금속 화합물 촉매를 사용함으로써, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 상기 [1-1] 에서 설명한 특성 (1) 의 범위를 만족하는, 높은 내열성을 실현할 수 있다. 그 이유는 분명하지 않지만, 상기 유기 금속 화합물은 단순히 촉매로서 원료 화합물의 가수 분해·중축합 반응을 촉진시킬 뿐만 아니라, 가수 분해·중축합물 및 그 경화물의 실란올 말단에 일시적으로 결합·해리될 수 있어, 이로써 실란올 함유 폴리실록산의 반응성을 조정하여, 고온 조건에 있어서의 (i) 유기기의 산화 방지, (ⅱ) 폴리머간의 불필요한 가교의 방지, (ⅲ) 주쇄의 절단 등의 방지를 하는 작용이 있는 것으로 생각된다. 이하, 이들 작용 (i) ∼ (ⅲ) 에 대하여 설명한다.
(i) 유기기의 산화 방지로는, 열의 작용에 의해 예를 들어 메틸기 상에 라디칼이 발생했을 때, 유기 금속 화합물 촉매의 전이 금속이 라디칼을 보충하는 효과를 갖는다. 한편, 이 전이 금속 자체는 라디칼 보충에 의해 이온 가수를 잃고, 그 때문에 산소와 작용하여 유기기의 산화를 방지한다. 그 결과적으로, 반도체 디바이스용 부재의 열화를 억제하게 되는 것으로 추찰된다.
(ⅱ) 폴리머간의 불필요한 가교의 방지로는, 예를 들어 메틸기가 산소 분자에 의해 산화되면 포름알데히드가 되어, 규소 원자에 결합된 수산기가 생성된다. 이렇게 하여 생성된 수산기끼리가 탈수 축합되면 폴리머간에 가교점이 형성되고, 그것이 증가함으로써 본래 고무상이었던 반도체 디바이스용 부재가 단단하고, 부서질 가능성이 있다. 그러나, 유기 금속 화합물 촉매는 실란올기와 결합하고, 이로써 열분해에 의한 가교의 진행을 방지할 수 있는 것으로 추찰된다.
(ⅲ) 주쇄의 절단 등의 방지로는, 유기 금속 화합물 촉매가 실란올과 결합 함으로써, 실란올의 분자 내 공격에 의한 폴리머 주쇄의 절단 및 고리형 실록산의 생성에 의한 가열 중량감을 억제하여 내열성이 향상되는 것으로 추찰된다.
유기 금속 화합물 촉매의 바람직한 배합량은 사용하는 촉매의 종류에 따라 적절히 선택되는데, 가수 분해·중축합을 실시하는 원료의 총중량에 대하여, 통상적으로 0.01 중량％ 이상, 바람직하게는 0.05 중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.1 중량％ 이상, 또 통상적으로 5 중량％ 이하, 바람직하게는 2 중량％ 이하, 특히 바람직하게는 1 중량％ 이하이다. 유기 금속 화합물 촉매가 지나치게 적으면, 경화에 시간이 지나치게 걸리거나, 경화 불충분하기 때문에 충분한 기계적 강도나 내구성이 얻어지지 않거나 할 가능성이 있다. 한편, 유기 금속 화합물 촉매가 지나치게 많으면, 경화가 지나치게 빨라 경화물인 반도체 디바이스용 부재의 물성 제어가 곤란해지거나, 촉매를 용해 분산시킬 수 없이 석출되어 반도체 디바이스용 부재의 투명도를 저해하거나, 촉매 자체가 포함하는 유기물량이 많아져 얻어지는 반도체 디바이스용 부재가 고온 사용시에 착색되거나 할 가능성이 있다.
이들 유기 금속 촉매는 가수 분해·축합시에 일괄적으로 원료계에 혼합해도 되고, 또 분할 혼합해도 된다. 또, 가수 분해·중축합시에 촉매를 용해하기 위해서 용매를 사용해도 되고, 직접 반응액에 촉매를 용해해도 된다. 단, 반도체 발광 디바이스용 형성액으로서 사용할 때에는, 경화시의 발포나 열에 의한 착색을 방지하기 위해, 가수 분해·중축합 공정 후에 상기 용매를 엄밀히 증류 제거하는 것이 바람직하다.
또한, 촉매가 고체인 경우에는 촉매의 용해도가 낮아, 용해가 불충분한 채 직접 승온하면 국소적으로 불균일한 반응이 일어나 계 내가 백탁되거나 투명 겔상의 불용물이 생성되거나 하는 경우가 있다. 이것을 방지하여 균일하게 반응을 진행시키기 위해서는, 촉매 입자를 (i) 유발에 의해 수 십 ∼ 수 백 ㎛ 로 분쇄하여 용해되기 쉽게 하거나, (ⅱ) 촉매를 용해시키기 위해서, 촉매를 혼합한 수지 조성물을 30 ∼ 50℃ 에서 교반하면서 예비 가열하고, 촉매가 용해되고 나서 반응 온도로 승온하거나 하면 된다. 또, 활성이 상이한 실록산 원료를 혼합할 때에는 활성이 낮은 성분에 촉매를 혼합하여, 촉매가 용해되고 나서 가장 활성이 높은 성분을 혼합하면 된다.
가수 분해·중축합 반응시에 계 내가 분액되여 불균일해지는 경우에는, 용매를 사용해도 된다. 용매로는, 예를 들어 C1 ∼ C3 의 저급 알코올류, 디메틸포름아미드, 디메틸술폭시드, 아세톤, 테트라히드로푸란, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 메틸에틸케톤, 톨루엔, 물 등을 임의로 사용할 수 있는데, 이 중에서도 강한 산성이나 염기성을 나타내지 않는 것이 가수 분해·중축합에 악영향을 미치지 않는 이유에서 바람직하다. 용매는 1 종을 단독으로 사용해도 되는데, 2 종 이상을 임의의 조합 및 비율로 병용할 수도 있다. 용매 사용량은 자유롭게 선택할 수 있는데, 반도체 디바이스에 도포할 때에는 용매를 제거하는 경우가 많기 때문에, 필요 최저한의 양으로 하는 것이 바람직하다. 또, 용매 제거를 용이하게 하기 위해서, 비점이 100℃ 이하, 보다 바람직하게는 80℃ 이하인 용매를 선택하는 것이 바람직하다. 또한, 외부로부터 용매를 첨가하지 않아도 가수 분해 반응에 의해 알코올 등의 용매가 생성되기 때문에, 반응 당초에는 불균일하여도 반응 중에 균일해지는 경우도 있다.
상기 원료 화합물의 가수 분해·중축합 반응은 상압에서 실시하는 경우, 통상적으로 15℃ 이상, 바람직하게는 20℃ 이상, 보다 바람직하게는 40℃ 이상, 또 통상적으로 140℃ 이하, 바람직하게는 135℃ 이하, 보다 바람직하게는 130℃ 이하의 범위에서 실시한다. 가압하에서 액상을 유지시킴으로써 보다 높은 온도에서 실시할 수도 있지만, 150℃ 를 초과하지 않는 것이 바람직하다.
가수 분해·중축합 반응 시간은 반응 온도에 따라 상이한데, 통상적으로 0.1 시간 이상, 바람직하게는 1 시간 이상, 더욱 바람직하게는 3 시간 이상, 또 통상적으로 100 시간 이하, 바람직하게는 20 시간 이하, 더욱 바람직하게는 15 시간 이하의 범위에서 실시된다. 반응 시간의 조정은 분자량 관리를 하면서 적절히 실시하는 것이 바람직하다.
이상의 가수 분해·중축합 조건에 있어서, 시간이 짧아지거나 온도가 지나치게 낮거나 하면, 가수 분해·중축합이 불충분하기 때문에 경화시에 원료가 휘발되거나 경화물의 강도가 불충분해질 가능성이 있다. 또, 시간이 길어지거나 온도가 지나치게 높거나 하면, 중합물의 분자량이 많아져 계 내의 실란올량이 감소하여, 도포시에 밀착성 불량이 발생하거나 경화가 지나치게 빨라 경화물의 구조가 불균일해져 크랙이 발생하기 쉬워진다. 이상의 경향을 근거로 하여, 원하는 물성값에 따라 조건을 적절히 선택하는 것이 바람직하다.
상기 가수 분해·중축합 반응이 종료된 후, 얻어진 가수 분해·중축합물은 그 사용시까지 실온 이하에서 보관되는데, 이 기간에도 천천히 중축합이 진행되기 때문에, 특히 후막 형상의 부재로서 사용하는 경우에는 상기 가온에 의한 가수 분해·중축합 반응이 종료된 시점부터 실온 보관으로 통상적으로 60 일 이내, 바람직하게는 30 일 이내, 더욱 바람직하게는 15 일 이내에 사용하는 것이 바람직하다. 필요에 따라 얼지 않는 범위에서 저온 보관시킴으로써, 이 기간을 연장할 수 있다. 보관 기간의 조정은 분자량 관리를 하면서 적절히 실시하는 것이 바람직하다.
상기 조작에 의해, 상기 원료 화합물의 가수 분해·중축합물 (중축합물) 이 얻어진다. 이 가수 분해·중축합물은 바람직하게는 액상이다. 그러나, 고체상의 가수 분해·중축합물에서도, 용매를 사용함으로써 액상이 되는 것이면 사용할 수 있다. 또, 이렇게 하여 얻어진 액상의 가수 분해·중축합물은 이후에 설명하는 공정에서 경화됨으로써 본 발명의 반도체 디바이스용 부재가 되는 반도체 디바이스용 부재 형성액이다.
[2-3] 용매 증류 제거
상기 가수 분해·중축합 공정에 있어서 용매를 사용한 경우에는, 통상적으로 건조 전에 가수 분해·중축합물으로부터 용매를 증류 제거하는 것이 바람직하다 (용매 증류 제거 공정). 이로써 용매를 함유하지 않는 반도체 디바이스용 부재 형성액 (액상의 가수 분해·중축합물) 을 얻을 수 있다. 상기 서술한 바와 같이, 종래에는 용매를 증류 제거하면 가수 분해·중축합물이 경화되기 때문에 가수 분해·중축합물의 취급이 곤란하게 되었다. 그러나, 본 발명의 제조 방법에서는 2 관능 성분 올리고머를 사용하면 가수 분해·중축합물의 반응성이 억제되기 때문에, 건조 전에 용매를 증류 제거해도 가수 분해·중축합물은 경화되지 않게 되어 용매의 증류 제거가 가능하다. 용매를 건조 전에 증류 제거해 둠으로써 탈용매 수축에 의한 크랙, 박리, 단선 등을 방지할 수 있다.
또한, 통상적으로는 용매의 증류 제거시에, 가수 분해에 사용한 물의 증류 제거도 이루어진다. 또, 증류 제거되는 용매에는, 상기 일반식 (1), (2) 로 나타내는 원료 화합물의 가수 분해·중축합 반응에 의해 생성되는, XH 등으로 나타내는 용매도 포함된다. 또한, 반응시에 부생되는 저분자 고리형 실록산도 포함된다.
용매를 증류 제거하는 방법은 본 발명의 효과를 현저히 저해하지 않는 한 임의이다. 단, 가수 분해·중축합물의 경화 개시 온도 이상의 온도에서 용매의 증류 제거를 하는 것은 피하도록 한다.
용매의 증류 제거를 할 때의 온도 조건의 구체적인 범위를 들면, 통상적으로 60℃ 이상, 바람직하게는 80℃ 이상, 보다 바람직하게는 100℃ 이상, 또 통상적으로 150℃ 이하, 바람직하게는 130℃ 이하, 보다 바람직하게는 120℃ 이하이다. 이 범위의 하한을 하회하면 용매의 증류 제거가 불충분해질 가능성이 있고, 상한을 상회하면 가수 분해·중축합물이 겔화될 가능성이 있다.
또, 용매의 증류 제거를 할 때의 압력 조건은 통상적으로는 상압이다. 또한, 필요에 따라 용매 증류 제거시의 반응액의 비점이 경화 개시 온도 (통상적으로는 120℃ 이상) 에 도달하지 않도록 감압한다. 또, 압력의 하한은 가수 분해·중축합물의 주성분이 유출(留出)되지 않을 정도이다.
일반적으로 고온·고진공 조건에서 경비분은 효율적으로 증류 제거할 수 있으나, 경비분이 미량이기 때문에 장치 형상에 따라 정밀하게 증류 제거할 수 없는 경우에는, 고온 조작에 의해 더 중합이 진행되어 분자량이 지나치게 높아질 가능성이 있다. 또한, 소정 종류의 촉매를 사용하고 있는 경우에는, 장시간 고온 반응에 제공하면 실활하여, 반도체 디바이스용 부재 형성액을 경화시키기 어려워질 가능성도 있다. 그래서, 이들 경우 등에는, 필요에 따라 질소 주입이나 수증기 증류 등에 의해 저온 상압에서 경비분을 증류 제거해도 된다.
감압 증류 제거나 질소 주입 등의 어느 경우에도, 가수 분해·중축합물의 주성분 본체가 유출되지 않도록 전단의 가수 분해·중축합 반응으로 적당히 분자량을 높여 두는 것이 바람직하다.
이들 방법에 따라 용매나 수분, 부생 저분자 고리형 실록산, 용존 공기 등의 경비분을 충분히 제거한 반도체 디바이스용 형성액을 사용하여 제조하는 반도체 디바이스용 부재는, 경비분의 기화에 의한 경화시 발포나 고온 사용시의 디바이스로부터의 박리를 저감시킬 수 있기 때문에 바람직하다.
단, 용매의 증류 제거를 하는 것은 필수의 조작은 아니다. 특히, 가수 분해·중축합물의 경화 온도 이하의 비점을 갖는 용매를 사용하고 있는 경우에는, 가수 분해·중축합물의 건조시에 가수 분해·중축합물의 경화가 개시되기 전에 용매가 휘발되기 때문에, 특히 용매 증류 제거 공정을 실시하지 않아도 탈용매 수축에 의한 크랙 등의 생성은 방지할 수 있다. 그러나, 용매의 휘발에 의해 가수 분해·중축합물의 체적이 변화하는 경우도 있을 수 있기 때문에, 반도체 디바이스용 부재의 치수나 형상을 정밀하게 제어하는 관점에서는 용매 증류 제거를 하는 것이 바람직하다.
[2-4] 건조
상기 서술한 가수 분해·중축합 반응에 의해 얻어진 가수 분해·중축합물을 건조시킴 (건조 공정. 또는, 경화 공정) 으로써, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재를 얻을 수 있다. 이 가수 분해·중축합물은 상기 서술한 바와 같이 통상적으로는 액상인데, 이것을 목적으로 하는 형상의 형(型)에 넣은 상태에서 건조를 실시함으로써, 목적으로 하는 형상을 갖는 본 발명의 반도체 디바이스용 부재를 형성할 수 있게 된다. 또, 이 가수 분해·중축합물을 목적으로 하는 부위에 도포한 상태에서 건조를 실시함으로써, 목적으로 하는 부위에 직접, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재를 형성할 수 있게 된다. 또한, 건조 공정에서는 반드시 용매가 기화되지는 않는데, 여기에서는 유동성을 갖는 가수 분해·중축합물이 유동성을 잃어 경화되는 현상을 포함하여, 건조 공정이라고 한다. 따라서, 용매의 기화를 수반하지 않는 경우에는, 상기「건조」는「경화」로 바꾸어 읽어 인식해도 된다.
건조 공정에서는 가수 분해·중축합물을 추가로 중합시킴으로써, 메탈록산 결합을 형성시키고, 중합물을 건조·경화시켜 본 발명의 반도체 디바이스용 부재를 얻는다.
건조시에는, 가수 분해·중축합물을 소정의 경화 온도까지 가열하여 경화시키도록 한다. 구체적인 온도 범위는 가수 분해·중축합물의 건조가 가능한 한 임의인데, 메탈록산 결합은 통상적으로 100℃ 이상에서 효율적으로 형성되기 때문에, 바람직하게는 120℃ 이상, 더욱 바람직하게는 150℃ 이상에서 실시된다. 단, 반도체 디바이스와 함께 가열되는 경우에는, 통상적으로는 디바이스 구성 요소의 내열 온도 이하의 온도, 바람직하게는 200℃ 이하에서 건조를 실시하는 것이 바람직하다.
또, 가수 분해·중축합물을 건조시키기 위해서 경화 온도로 유지하는 시간 (경화 시간) 은 촉매 농도나 부재의 두께 등에 따라 한 마디로 정할 수는 없지만, 통상적으로 0.1 시간 이상, 바람직하게는 0.5 시간 이상, 더욱 바람직하게는 1 시간 이상, 또 통상적으로 10 시간 이하, 바람직하게는 5 시간 이하, 더욱 바람직하게는 3 시간 이하의 범위에서 실시된다.
또한, 건조 공정에 있어서의 승온 조건은 특별히 제한되지 않는다. 즉, 건조 공정간, 일정한 온도에서 유지시켜도 되고, 연속적 또는 단속적으로 온도를 변화시켜도 된다. 또, 건조 공정을 추가로 복수 회로 나누어 실시해도 된다. 또한, 건조 공정에 있어서 온도를 단계적으로 변화시키도록 해도 된다. 온도를 단계적으로 변화시킴으로써, 잔류 용매나 용존 수증기에 의한 발포를 방지할 수 있다는 이점을 얻을 수 있다. 또, 저온에서 경화시킨 후, 고온에서 추가 경화시킨 경우에는, 얻어지는 반도체 디바이스용 부재 중에 내부 응력이 잘 발생하지 않아 크랙이나 박리를 잘 발생시키지 않는다는 이점도 얻을 수 있다.
단, 상기 서술한 가수 분해·중축합 반응을 용매의 존재하에서 실시했을 때에, 용매 증류 제거 공정을 실시하지 않은 경우나, 용매 증류 제거 공정을 실시해도 가수 분해·중축합물 중에 용매가 잔류되어 있는 경우에는, 이 건조 공정을, 용매의 비점 이하의 온도에서 용매를 실질적으로 제거하는 제 1 건조 공정과, 그 용매의 비점 이상의 온도에서 건조시키는 제 2 건조 공정으로 나누어 실시하는 것이 바람직하다. 또한, 여기에서 말하는「용매」에는, 상기 서술한 원료 화합물의 가수 분해·중축합 반응에 의해 생성되는, XH 등으로 나타내는 용매나 저분자 고리형 실록산도 포함된다. 또, 본 명세서에 있어서의「건조」란, 상기 서술한 원료 화합물의 가수 분해·중축합물이 용매를 잃어, 다시 중합·경화시켜 메탈록산 결합을 형성하는 공정을 가리킨다.
제 1 건조 공정은 원료 화합물의 가수 분해·중축합물의 추가적인 중합을 적극적으로 진행하지 않고, 함유되는 용매를 그 용매의 비점 이하의 온도에서 실질적으로 제거하는 것이다. 즉, 이 공정에서 얻어지는 생성물은, 건조 전의 가수 분해·중축합물이 농축되어, 수소 결합에 의해 점조(粘稠)한 액 또는 부드러운 막상이 된 것이나, 용매가 제거되어 가수 분해·중축합물이 액상으로 존재하고 있는 것이다.
단, 통상적으로는 용매의 비점 미만의 온도에서 제 1 건조 공정을 실시하는 것이 바람직하다. 그 용매의 비점 이상의 온도에서 제 1 건조를 실시하면, 얻어지는 막에 용매의 증기에 의한 발포가 발생하여 결함이 없는 균질한 막이 잘 얻어지지 않게 된다. 이 제 1 건조 공정은 박막 형상의 부재로 한 경우 등 용매의 증발 효율이 좋은 경우에는 단독 단계로 실시해도 되는데, 컵 상에 몰드한 경우 등 증발 효율이 나쁜 경우에 있어서는 복수의 단계로 나누어 승온해도 된다. 또, 극단적으로 증발 효율이 나쁜 형상인 경우에는, 미리 다른 효율이 좋은 용기에서 건조 농축을 실시한 후, 유동성이 남는 상태에서 도포하고, 추가로 건조를 실시해도 된다. 증발 효율이 나쁜 경우에는 대풍량의 통풍 건조 등 부재의 표면만 농축이 진행되는 수단을 취하지 않고, 부재 전체가 균일하게 건조되도록 연구하는 것이 바람직하다.
제 2 건조 공정은 상기 서술한 가수 분해·중축합물의 용매가 제 1 건조 공정에 의해 실질적으로 없어진 상태에서, 이 가수 분해·중축합물을 용매의 비점 이상의 온도에서 가열하여 메탈록산 결합을 형성함으로써, 안정적인 경화물로 하는 것이다. 이 공정에 있어서 용매가 많이 잔류되어 있으면, 가교 반응이 진행되면서 용매 증발에 의한 체적 감소가 발생하기 때문에, 큰 내부 응력이 발생하여 수축에 의한 박리나 크랙의 원인이 된다. 메탈록산 결합은 통상적으로 100℃ 이상에서 효율적으로 형성되기 때문에, 제 2 건조 공정은 바람직하게는 100℃ 이상, 더욱 바람직하게는 120℃ 이상에서 실시된다. 단, 반도체 디바이스와 함께 가열되는 경우에는, 통상적으로는 디바이스 구성 요소의 내열 온도 이하의 온도, 바람직하게는 200℃ 이하에서 건조를 실시하는 것이 바람직하다. 제 2 건조 공정에 있어서의 경화 시간은 촉매 농도나 부재의 두께 등에 따라 한 마디로 정할 수는 없지만, 통상적으로 0.1 시간 이상, 바람직하게는 0.5 시간 이상, 더욱 바람직하게는 1 시간 이상, 또 통상적으로 10 시간 이하, 바람직하게는 5 시간 이하, 더욱 바람직하게는 3 시간 이하의 범위에서 실시된다.
이와 같이 용매 제거 공정 (제 1 건조 공정) 과 경화 공정 (제 2 건조 공정) 을 명확히 나눔으로써 용매 증류 제거 공정을 실시하지 않은 경우라도, 본 발명의 물성을 갖는 내광성, 내열성이 우수한 반도체 디바이스용 부재를 크랙·박리 하지 않고 얻을 수 있게 된다.
단, 제 1 건조 공정 중에서도 경화가 진행되는 경우는 있을 수 있고, 제 2 건조 공정 중에도 용매 제거가 진행되는 경우는 있을 수 있다. 그러나, 제 1 건조 공정 중의 경화나 제 2 건조 공정 중의 용매 제거는, 통상적으로는 본 발명의 효과에 영향을 미치지 않을 정도로 작은 것이다.
또한, 실질적으로 상기 서술한 제 1 건조 공정 및 제 2 건조 공정이 실현되는 한, 각 공정에 있어서의 승온 조건은 특별히 제한되지 않는다. 즉, 각 건조 공정 동안, 일정한 온도로 유지해도 되고, 연속적 또는 단속적으로 온도를 변화시켜도 된다. 또, 각 건조 공정을 추가로 복수 회로 나누어 실시해도 된다. 나아가서는, 제 1 건조 공정 동안에 일시적으로 용매의 비점 이상의 온도가 되거나, 제 2 건조 공정 동안에 용매의 비점 미만의 온도가 되는 기간이 개재되거나 하는 경우라도, 실질적으로 상기 서술한 용매 제거 공정 (제 1 건조 공정) 과 경화 공정 (제 2 건조 공정) 이 독립적으로 달성되는 한, 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 한다.
또한, 용매로서 가수 분해·중축합물의 경화 온도 이하, 바람직하게는 경화 온도 미만의 비점을 갖는 것을 사용하고 있는 경우에는, 가수 분해·중축합물에 공존하고 있는 용매는 특별히 온도를 조정하지 않고 가수 분해·중축합물을 경화 온도까지 가열한 경우라도, 건조 공정 도중에 있어서 온도가 비점에 도달한 시점에서 가수 분해·중축합물으로부터 증류 제거되게 된다. 즉, 이 경우, 건조 공정에 있어서 가수 분해·중축합물을 경화 온도까지 승온하는 과정에 있어서, 가수 분해·중축합물이 경화되기 전에, 용매의 비점 이하의 온도에서 용매를 실질적으로 제거하는 공정 (제 1 건조 공정) 이 실시된다. 이로써 가수 분해·중축합물은 용매를 함유하지 않는 액상의 가수 분해·중축합물이 된다. 그리고, 그 후, 용매의 비점 이상의 온도 (즉, 경화 온도) 에서 건조시키고, 가수 분해·중축합물을 경화시키는 공정 (제 2 건조 공정) 이 진행되게 된다. 따라서, 용매로서 상기 경화 온도 이하의 비점을 갖는 것을 사용하면, 상기 제 1 건조 공정과 제 2 건조 공정은 비록 그 실시를 의도하지 않아도 이루어지게 된다. 이 때문에, 용매로서 가수 분해·중축합물의 경화 온도 이하, 바람직하게는 상기 경화 온도 미만의 비점을 갖는 것을 사용하는 것은, 건조 공정을 실시할 때에는 가수 분해·중축합물이 용매를 함유하고 있었다고 해도 반도체 디바이스용 부재의 품질에 큰 영향을 미치지 않기 때문에 바람직하다고 할 수 있다.
[2-5] 기타
상기 서술한 건조 공정 후, 얻어진 반도체 디바이스용 부재에 대하여 필요에 따라 각종의 후처리를 실시해도 된다. 후처리의 종류로는, 몰드부와의 밀착성을 개선하기 위한 표면 처리, 반사 방지막의 제조, 광취출 효율 향상을 위한 미세 요철면의 제조 등을 들 수 있다.
[3] 반도체 디바이스용 부재 형성액
본 발명의 반도체 디바이스용 부재 형성액은, 상기 서술한 바와 같이 가수 분해·중축합 공정에 의해 얻어지는 액상 재료로서, 건조 공정에서 경화됨으로써 반도체 디바이스용 부재가 되는 것이다.
반도체 디바이스용 부재 형성액이 경화성 오르가노폴리실록산인 경우에는, 그 경화물의 열팽창 계수의 면에서 직쇄상 오르가노폴리실록산보다는 분기상 오르가노폴리실록산이 바람직하다. 직쇄상 오르가노폴리실록산의 경화물은 엘라스토머 형상으로서, 그 열팽창 계수가 크지만, 분기상 오르가노폴리실록산 경화물의 열팽창 계수는 직쇄상 오르가노폴리실록산 경화물의 열팽창 계수보다 작으므로, 열팽창에 수반되는 광학 특성의 변화가 작기 때문이다.
본 발명의 반도체 디바이스용 부재 형성액의 점도에 제한은 없지만, 액온 25℃ 에 있어서 통상적으로 20mPa·s 이상, 바람직하게는 100mPa·s 이상, 보다 바람직하게는 200mPa·s 이상, 또 통상적으로 1500mPa·s 이하, 바람직하게는 1000mPa·s 이하, 보다 바람직하게는 800mPa·s 이하이다. 또한, 상기 점도는 RV 형 점도계 (예를 들어 브룩필드사 제조 RV 형 점도계「RVDV-Ⅱ＋Pro」에 의해 측정할 수 있다.
본 발명의 반도체 디바이스용 부재 형성액의 중량 평균 분자량 및 분자량 분포에 제한은 없다. 단, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재 형성액은 GPC (겔 퍼미에이션 크로마토그래피) 로 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량 (Mw) 이, 통상적으로 500 이상, 바람직하게는 900 이상, 더욱 바람직하게는 3200 이상이며, 통상적으로 400,000 이하, 바람직하게는 70,000 이하, 더욱 바람직하게는 27,000 이하이다. 중량 평균 분자량이 지나치게 작으면 반도체 디바이스 용기에 대한 충전 후의 경화시에 기포가 발생하는 경향이 있고, 지나치게 크면 반도체 디바이스용 부재 형성액이 저온에서도 시간 경과적으로 증점되는 경향이나 반도체 디바이스 용기에 대한 충전 효율이 나빠지는 경향이 있다.
또, 분자량 분포 (Mw/Mn. 여기에서 Mw 는 중량 평균 분자량을 나타내고, Mn 은 수평균 분자량을 나타낸다) 가 통상적으로 20 이하, 바람직하게는 10 이하, 더욱 바람직하게는 6 이하이다. 분자량 분포가 지나치게 크면 부재가 저온에서도 시간 경과적으로 증점되는 경향이나 반도체 디바이스 용기에 대한 충전 효율이 나빠지는 경향이 있다. 또한, Mn 은 Mw와 마찬가지로 GPC 에 의한 폴리스티렌 환산으로 측정할 수 있다.
또, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재 형성액은 특정 분자량 이하의 저분자량 성분이 적은 것이 바람직하다. 구체적으로는, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재 형성액 중의 GPC 면적 비율로 분자량이 800 이하인 성분이, 전체의 통상적으로 10％ 이하, 바람직하게는 7.5％ 이하, 더욱 바람직하게는 5％ 이하이다. 저분자량 성분이 지나치게 많으면, 반도체 디바이스용 부재 형성액의 경화시에 기포가 발생하거나 주성분의 휘발에 의해 경화시의 중량 수율 (고형분율) 이 저하되거나 할 가능성이 있다.
또한, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재 형성액은, 특정 분자량 이상의 고분자량 성분이 적은 것이 바람직하다. 구체적으로는, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재 형성액의 GPC 분석값에 있어서, 고분자량의 분획 범위가 5％ 가 되는 분자량이, 통상적으로 1000000 이하, 바람직하게는 330000 이하, 더욱 바람직하게는 110000 이하이다. GPC 로 고분자량측의 분획 범위가 지나치게 많으면,
a) 반도체 디바이스용 부재 형성액이 저온 보관에 있어서도 시간 경과적으로 증점되거나,
b) 보관 중의 탈수 축합에 의해 수분이 생성되어, 반도체 디바이스용 부재를 기판이나 패키지 등의 표면에 형성한 후에 반도체 디바이스용 부재 형성액이 기판이나 패키지 등으로부터 박리되기 쉬워지거나,
c) 고점도이기 때문에 반도체 디바이스용 부재 형성액의 경화시에 기포의 빠짐이 나빠지는,
등의 가능성이 있다.
총괄하면, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재 형성액은 상기에 나타내는 분자량 범위인 것이 바람직하고, 이와 같은 분자량 범위로 하는 방법으로는 하기 방법을 들 수 있다.
(i) 합성시의 중합 반응을 충분히 실시하여 미반응 원료를 소비한다.
(ⅱ) 합성 반응 후에 경비분의 증류 제거를 충분히 실시하여 경비의 저분자량 잔류물을 제거한다.
(ⅲ) 합성 반응시의 반응 속도나 조건을 적절히 제어하여, 중합 반응이 균일하게 진행되도록 하여 분자량 분포가 필요 이상으로 커지지 않도록 한다.
예를 들어「[2] 반도체 디바이스용 부재의 제조 방법」과 같이, 특정한 화합물을 가수 분해·중축합한 중축합물로 반도체 디바이스용 부재를 형성하는 경우에는, 반도체 디바이스용 부재 형성액 합성시의 가수 분해·중축합 반응을 적정한 반응속도를 유지하면서 균일하게 진행시키는 것이 바람직하다. 가수 분해·중축합은 통상적으로 15℃ 이상, 바람직하게는 20℃ 이상, 보다 바람직하게는 40℃ 이상, 또 통상적으로 140℃ 이하, 바람직하게는 135℃ 이하, 보다 바람직하게는 130℃ 이하의 범위에서 실시한다. 또, 가수 분해·중축합 시간은 반응 온도에 따라 상이하나, 통상적으로 0.1 시간 이상, 바람직하게는 1 시간 이상, 더욱 바람직하게는 3 시간 이상, 또 통상적으로 100 시간 이하, 바람직하게는 20 시간 이하, 더욱 바람직하게는 15 시간 이하의 범위에서 실시된다. 반응 시간이 이보다 짧으면 필요한 분자량까지 도달하지 않거나, 불균일하게 반응이 진행되는 결과 저분자량 원료가 잔존하면서 고분자량의 성분도 존재하여, 경화물의 품질 불량에 의해 저장 안정성이 부족한 것이 되거나 할 가능성이 있다. 또, 반응 시간이 이보다 길면 중합 촉매가 실활되거나, 합성에 장시간이 소요되어 생산성이 악화되거나 할 가능성이 있다.
원료의 반응 활성이 낮아 반응이 잘 진행되지 않는 경우에는, 필요에 따라 예를 들어 아르곤 가스, 헬륨 가스, 질소 가스 등의 불활성 가스를 유통시킴으로써, 축합 반응에서 발생하는 수분이나 알코올을 수반시켜 제거를 실시하여 반응을 가속시켜도 된다.
반응 시간의 조정은 GPC 및 점도 측정에 의해 분자량 관리를 하면서, 적절히 실시하는 것이 바람직하다. 또한, 승온 시간을 고려하여 조절하는 것이 바람직하다.
용매를 사용하는 경우에는, 필요에 따라 상압에서 용매 증류 제거를 하는 것이 바람직하다. 또한, 용매나 제거하고자 하는 저분자량물의 비점이 경화 개시 온도 (통상적으로는 120℃ 이상) 인 경우에는, 필요에 따라 감압 증류 제거를 하는 것이 바람직하다. 한편, 도광막의 박층 도포 등, 사용 목적에 따라서는 저점도화를 위해 용매가 일부 잔존하고 있어도 되고, 반응 용매와 상이한 용매를 반응 용매 증류 제거 후에 후첨가해도 된다.
여기에서, 반도체 디바이스용 부재 형성액의 분자량 분포의 상한 및 하한은 상기 범위에 포함되는 것이 바람직하고, 그 범위이면 분자량 분포는 반드시 일산(一山) 이 아니어도 된다. 또, 기능 부가 등의 목적에 따라 상이한 분자량 분포의 반도체 디바이스용 부재 형성액을 혼합해도 되고, 그 경우에는 분자량 분포 곡선이 다봉성이 되어도 된다. 예를 들어 반도체 디바이스용 부재에 기계적 강도를 부여하기 위해서, 고분자량으로 마무리한 제 1 반도체 디바이스용 부재 형성액에, 밀착 성분을 많이 함유하는 저분자량의 제 2 반도체 디바이스용 부재 형성액을 소량 함유시킨 경우 등이 이것에 해당한다.
또한, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재 형성액 중의 저비점 성분은,「[1-4-9] 저비점 성분」에서 설명한 본 발명의 반도체 디바이스용 부재와 마찬가지로 적은 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재에는 통상적으로 미량의 알콕시기가 잔존한다. 이 말단 알콕시기가 적은 반도체 디바이스용 부재 및 반도체 디바이스용 부재 형성액은 TG-DTA 에 의한 중량감이 적어 내열성이 높아진다. 본 발명의 반도체 디바이스용 형성액에 함유되는 알콕시기량은, 통상적으로 5 중량％ 이하, 바람직하게는 3 중량％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.2 중량％ 이하이다.
또, 용도에 따라서는, 반도체 디바이스용 부재 형성액은 그 밖의 성분을 함유하고 있어도 된다. 예를 들어 본 발명의 반도체 디바이스용 부재를 반도체 발광 디바이스의 구성 부재로서 사용하는 경우 등에 있어서는, 반도체 디바이스용 부재 형성액에 형광체나 무기 입자 등을 함유시켜도 된다. 이 때, 반도체 디바이스용 부재 형성액과 형광체를 함유하는 것을, 특별히 본 발명의 형광체 조성물이라고 한다. 또한, 이러한 점에 대해서는 용도의 설명과 함께 이후에 설명한다.
또, 그 밖의 성분은 1 종만을 사용해도 되고, 2 종 이상을 임의의 조합 및 비율로 병용해도 된다.
[4] 반도체 디바이스용 부재의 용도
본 발명의 반도체 디바이스용 부재의 용도는 특별히 제한되지 않아, 반도체 소자 등을 봉지하기 위한 부재 (봉지재) 로 대표되는 각종 용도로 사용할 수 있다. 그 중에서도, 형광체 입자 및/또는 무기 입자를 병용함으로써, 특정한 용도에 따라 바람직하게 사용할 수 있게 된다. 이하, 이들 형광체 입자 및 무기 입자의 병용에 대하여 설명한다.
[4-1] 형광체
본 발명의 반도체 디바이스용 부재는, 예를 들어 반도체 디바이스용 부재 중에 형광체를 분산시켜 반도체 발광 디바이스의 컵 내에 몰드하거나, 적당한 투명 지지체 상에 박층상으로 도포함으로써 파장 변환용 부재로서 사용할 수 있다. 또한, 형광체는 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 조합 및 비율로 병용해도 된다.
[4-1-1] 형광체의 종류
형광체의 조성에는 특별히 제한은 없지만, 결정 모체인 Y2O3, Zn2SiO4 등으로 대표되는 금속 산화물, Ca5(PO4)3Cl 등으로 대표되는 인산염 및 ZnS, SrS, CaS 등으로 대표되는 황화물에, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 등의 희토류 금속 이온이나 Ag, Cu, Au, Al, Mn, Sb 등의 금속 이온을 부활제 또는 공(共)부활제로서 조합한 것이 바람직하다.
결정 모체의 바람직한 예로는, 예를 들어 (Zn,Cd)S, SrGa2S4, SrS, ZnS 등의 황화물, Y2O2S 등의 산황화물, (Y,Gd)3Al5O12, YAlO3, BaMgAl10O17, (Ba,Sr)(Mg,Mn)Al10O17, (Ba,Sr,Ca)(Mg,Zn,Mn)Al10O17, BaAl12O19, CeMgAl11O19, (Ba,Sr,Mg)O·Al2O3, BaAl2Si2O8, SrAl2O4, Sr4Al14O25, Y3Al5O12 등의 알루민산염, Y2SiO5, Zn2SiO4 등의 규산염, SnO2, Y2O3 등의 산화물, GdMgB5O10, (Y,Gd)BO3 등의 붕산염, Ca10(PO4)6(F,Cl)2, (Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2 등의 할로인산염, Sr2P2O7, (La,Ce)PO4 등의 인산염 등을 들 수 있다.
단, 상기 결정 모체 및 부활제 또는 공부활제는 원소 조성에는 특별히 제한은 없어 동족의 원소와 일부 치환시킬 수도 있고, 얻어진 형광체는 근자외로부터 가시 영역의 광을 흡수하여 가시광을 발하는 것이면 사용할 수 있다.
구체적으로는, 형광체로서 이하에 드는 것을 사용하는 것이 가능한데, 이들은 어디까지나 예시이며, 본 발명에서 사용할 수 있는 형광체는 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 예시에서는 구조의 일부만이 상이한 형광체를 적절히 생략하여 나타내고 있다. 예를 들어「Y2SiO5 : Ce3 +」,「Y2SiO5 : Tb3 +」및「Y2SiO5 : Ce3 +,Tb3 +」를「Y2SiO5 : Ce3 +,Tb3 +」로,「La2O2S : Eu」,「Y2O2S : Eu」및「(La,Y)2O2S : Eu」를「(La,Y)2O2S : Eu」로 정리하여 나타내고 있다. 생략 지점은 콤마 (,) 로 구분하여 나타낸다.
[4-1-1-1] 적색 형광체
적색의 형광을 발하는 형광체 (이하 적절히「적색 형광체」라고 한다) 가 발하는 형광의 구체적인 파장의 범위를 예시하면, 피크 파장이 통상적으로 570㎚ 이상, 바람직하게는 580㎚ 이상, 또 통상적으로 700㎚ 이하, 바람직하게는 680㎚ 이하가 바람직하다.
이와 같은 적색 형광체로는, 예를 들어 적색 파단면을 갖는 파단 입자로 구성되고, 적색 영역의 발광을 실시하는 (Mg,Ca,Sr,Ba)2Si5N8 : Eu 로 나타내는 유로퓸 부활 알칼리토류 실리콘나이트라이드계 형광체, 규칙적인 결정 성장 형상으로서 거의 구형상을 갖는 성장 입자로 구성되고, 적색 영역의 발광을 실시하는 (Y,La,Gd,Lu)2O2S : Eu 로 나타내는 유로퓸 부활 희토류 옥시칼코게나이드계 형광체 등을 들 수 있다.
또한, 일본 공개특허공보 2004-300247호에 기재된, Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, W, 및 Mo 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 함유하는 산질화물 및/또는 산황화물을 함유하는 형광체로서, Al 원소의 일부 또는 전부가 Ga 원소로 치환된 알파 사이알론 구조를 갖는 산질화물을 함유하는 형광체도, 본 실시형태에 있어서 사용할 수 있다. 또한, 이들은 산질화물 및/또는 산황화물을 함유하는 형광체이다.
또, 그 밖에 적색 형광체로는, (La,Y)2O2S : Eu 등의 Eu 부활 산황화물 형광체, Y(V,P)O4 : Eu, Y2O3 : Eu 등의 Eu 부활 산화물 형광체, (Ba,Sr,Ca,Mg)2SiO4 : Eu,Mn, (Ba,Mg)2SiO4 : Eu,Mn 등의 Eu,Mn 부활 규산염 형광체, (Ca,Sr)S : Eu 등의 Eu 부활 황화물 형광체, YAlO3 : Eu 등의 Eu 부활 알루민산염 형광체, LiY9(SiO4)6O2 : Eu, Ca2Y8(SiO4)6O2 : Eu, (Sr,Ba,Ca)3SiO5 : Eu, Sr2BaSiO5 : Eu 등의 Eu 부활 규산염 형광체, (Y,Gd)3Al5O12 : Ce, (Tb,Gd)3Al5O12 : Ce 등의 Ce 부활 알루민산염 형광체, (Ca,Sr,Ba)2Si5N8 : Eu, (Mg,Ca,Sr,Ba)SiN2 : Eu, (Mg,Ca,Sr,Ba) AlSiN3 : Eu 등의 Eu 부활 질화물 형광체, (Mg,Ca,Sr,Ba)AlSiN3 : Ce 등의 Ce 부활 질화물 형광체, (Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2 : Eu,Mn 등의 Eu,Mn 부활 할로인산염 형광체, (Ba3Mg)Si2O8 : Eu,Mn, (Ba,Sr,Ca,Mg)3(Zn,Mg)Si2O8 : Eu,Mn 등의 Eu,Mn 부활 규산염 형광체, 3.5MgO·0.5MgF2·GeO2 : Mn 등의 Mn 부활 게르만산염 형광체, Eu 부활 α 사이알론 등의 Eu 부활 산질화물 형광체, (Gd,Y,Lu,La)2O3 : Eu,Bi 등의 Eu,Bi 부활 산화물 형광체, (Gd,Y,Lu,La)2O2S : Eu,Bi 등의 Eu,Bi 부활 산황화물 형광체, (Gd,Y,Lu,La)VO4 : Eu,Bi 등의 Eu,Bi 부활 바나딘산염 형광체, SrY2S4 : Eu,Ce 등의 Eu,Ce 부활 황화물 형광체, CaLa2S4 : Ce 등의 Ce 부활 황화물 형광체, (Ba,Sr,Ca)MgP2O7 : Eu,Mn, (Sr,Ca,Ba,Mg,Zn)2P2O7 : Eu,Mn 등의 Eu,Mn 부활 인산염 형광체, (Y,Lu)2WO6 : Eu,Mo 등의 Eu,Mo 부활 텅스텐산염 형광체, (Ba,Sr,Ca)xSiyNz : Eu,Ce (단, x, y, z 는 1 이상의 정수) 등의 Eu,Ce 부활 질화물 형광체, (Ca,Sr,Ba,Mg)10(PO4)6(F,Cl,Br,OH) : Eu,Mn 등의 Eu,Mn 부활 할로인산염 형광체, ((Y,Lu,Gd,Tb)1- xScxCey)2(Ca,Mg)1-r(Mg,Zn)2+ rSiz - qGeqO12 +δ 등의 Ce 부활 규산염 형광체 등을 사용할 수도 있다.
적색 형광체로는 β-디케토네이트, β-디케톤, 방향족 카르복실산, 또는 브렌스터드산 등의 아니온을 배위자로 하는 희토류 원소 이온 착물로 이루어지는 적색 유기 형광체, 페릴렌계 안료 (예를 들어 디벤조｛[f,f']-4,4',7,7'-테트라페닐｝디인데노[1,2,3-cd : 1',2',3'-lm]페릴렌), 안트라퀴논계 안료, 레이크계 안료, 아조계 안료, 퀴나크리돈계 안료, 안트라센계 안료, 이소인돌린계 안료, 이소인돌리논계 안료, 프탈로시아닌계 안료, 트리페닐메탄계 염기성 염료, 인단트론계 안료, 인도페놀계 안료, 시아닌계 안료, 디옥사진계 안료를 사용할 수도 있다.
또, 적색 형광체 중, 피크 파장이 580㎚ 이상, 바람직하게는 590㎚ 이상, 또 620㎚ 이하, 바람직하게는 610㎚ 이하의 범위 내에 있는 것은, 등색 형광체로서 바람직하게 사용할 수 있다. 이와 같은 등색 형광체의 예로는, (Sr,Ba)3SiO5 : Eu, (Sr,Mg)3(PO4)2: Sn2 +, SrCaAlSiN3 : Eu, Eu 부활 α 사이알론 등의 Eu 부활 산질화물 형광체 등을 들 수 있다.
[4-1-1-2] 녹색 형광체
녹색의 형광을 발하는 형광체 (이하 적절히「녹색 형광체」라고 한다) 가 발하는 형광의 구체적인 파장의 범위를 예시하면, 피크 파장이 통상적으로 490㎚ 이상, 바람직하게는 500㎚ 이상, 또 통상적으로 570㎚ 이하, 바람직하게는 550㎚ 이하가 바람직하다.
이와 같은 녹색 형광체로서, 예를 들어 파단면을 갖는 파단 입자로 구성되고, 녹색 영역의 발광을 실시하는 (Mg,Ca,Sr,Ba)Si2O2N2 : Eu 로 나타내는 유로퓸 부활 알칼리 토류 실리콘옥시나이트라이드계 형광체, 파단면을 갖는 파단 입자로 구성되고, 녹색 영역의 발광을 실시하는 (Ba,Ca,Sr,Mg)2SiO4 : Eu 로 나타내는 유로퓸 부활 알칼리 토류 실리케이트계 형광체 등을 들 수 있다.
또, 그 밖에 녹색 형광체로는, Sr4Al14O25 : Eu, (Ba,Sr,Ca)Al2O4 : Eu 등의 Eu 부활 알루민산염 형광체, (Sr,Ba)Al2Si2O8 : Eu, (Ba,Mg)2SiO4 : Eu, (Ba,Sr,Ca,Mg)2SiO4 : Eu, (Ba,Sr,Ca)2(Mg,Zn)Si2O7 : Eu 등의 Eu 부활 규산염 형광체, Y2SiO5 : Ce,Tb 등의 Ce,Tb 부활 규산염 형광체, Sr2P2O7-Sr2B2O5 : Eu 등의 Eu 부활 붕산인산염 형광체, Sr2Si3O8-2SrCl2 : Eu 등의 Eu 부활 할로규산염 형광체, Zn2SiO4 : Mn 등의 Mn 부활 규산염 형광체, CeMgAl11O19 : Tb, Y3Al5O12 : Tb 등의 Tb 부활 알루민산염 형광체, Ca2Y8(SiO4)6O2 : Tb, La3Ga5SiO14 : Tb 등의 Tb 부활 규산염 형광체, (Sr,Ba,Ca)Ga2S4 : Eu,Tb,Sm 등의 Eu,Tb,Sm 부활 티오갈레이트 형광체, Y3(Al,Ga)5O12 : Ce, (Y,Ga,Tb,La,Sm,Pr,Lu)3(Al,Ga)5O12 : Ce 등의 Ce 부활 알루민산염 형광체, Ca3Sc2Si3O12 : Ce, Ca3(Sc,Mg,Na,Li)2Si3O12 : Ce 등의 Ce 부활 규산염 형광체, CaSc2O4 : Ce 등의 Ce 부활 산화물 형광체, SrSi2O2N2 : Eu, (Sr,Ba,Ca)Si2O2N2 : Eu, Eu 부활 β 사이알론 등의 Eu 부활 산질화물 형광체, BaMgAl10O17 : Eu,Mn 등의 Eu,Mn 부활 알루민산염 형광체, SrAl2O4 : Eu 등의 Eu 부활 알루민산염 형광체, (La,Gd,Y)2O2S : Tb 등의 Tb 부활 산황화물 형광체, LaPO4 : Ce,Tb 등의 Ce,Tb 부활 인산염 형광체, ZnS : Cu,Al, ZnS : Cu,Au,Al 등의 황화물 형광체, (Y,Ga,Lu,Sc,La)BO3 : Ce,Tb, Na2Gd2B2O7 : Ce,Tb, (Ba,Sr)2(Ca,Mg,Zn)B2O6 : K,Ce,Tb 등의 Ce,Tb 부활 붕산염 형광체, Ca8Mg(SiO4)4Cl2 : Eu,Mn 등의 Eu,Mn 부활 할로규산염 형광체, (Sr,Ca,Ba)(Al,Ga,In)2S4 : Eu 등의 Eu 부활 티오알루미네이트 형광체나 티오갈레이트 형광체, (Ca,Sr)8(Mg,Zn)(SiO4)4Cl2 : Eu,Mn 등의 Eu,Mn 부활 할로규산염 형광체 등을 사용할 수도 있다.
또, 녹색 형광체로는 피리딘-프탈이미드 축합 유도체, 벤조옥사지논계, 퀴나졸리논계, 쿠마린계, 퀴노프탈론계, 나프탈산이미드계 등의 형광 색소, 헥실살리실레이트를 배위자로서 갖는 테르븀 착물 등의 유기 형광체를 사용할 수도 있다.
[4-1-1-3] 청색 형광체
청색의 형광을 발하는 형광체 (이하 적절히「청색 형광체」라고 한다) 가 발하는 형광의 구체적인 파장의 범위를 예시하면 피크 파장이, 통상적으로 420㎚ 이상, 바람직하게는 440㎚ 이상, 또 통상적으로 480㎚ 이하, 바람직하게는 470㎚ 이하가 바람직하다.
이와 같은 청색 형광체로는, 규칙적인 결정 성장 형상으로서 거의 육각 형상을 갖는 성장 입자로 구성되고, 청색 영역의 발광을 실시하는 BaMgAl10O17 : Eu 로 나타내는 유로퓸 부활 바륨마그네슘알루미네이트계 형광체, 규칙적인 결정 성장 형상으로서 거의 구형상을 갖는 성장 입자로 구성되고, 청색 영역의 발광을 실시하는 (Ca,Sr,Ba)5(PO4)3Cl : Eu 로 나타내는 유로퓸 부활 할로인산칼슘계 형광체, 규칙적인 결정 성장 형상으로서 거의 직사각 형상을 갖는 성장 입자로 구성되고, 청색 영역의 발광을 실시하는 (Ca,Sr,Ba)2B5O9Cl : Eu 로 나타내는 유로퓸 부활 알칼리 토류 클로로보레이트계 형광체, 파단면을 갖는 파단 입자로 구성되고, 청록색 영역의 발광을 실시하는 (Sr,Ca,Ba)Al2O4 : Eu 또는 (Sr,Ca,Ba)4Al14O25 : Eu 로 나타내는 유로퓸 부활 알칼리 토류 알루미네이트계 형광체 등을 들 수 있다.
또, 그 박에 청색 형광체로는, Sr2P2O7 : Sn 등의 Sn 부활 인산염 형광체, Sr4Al14O25 : Eu, BaMgAl10O17 : Eu, BaAl8O13 : Eu 등의 Eu 부활 알루민산염 형광체, SrGa2S4 : Ce, CaGa2S4 : Ce 등의 Ce 부활 티오갈레이트 형광체, (Ba,Sr,Ca)MgAl10O17 : Eu, BaMgAl10O17 : Eu,Tb,Sm 등의 Eu 부활 알루민산염 형광체, (Ba,Sr,Ca)MgAl10O17 : Eu,Mn 등의 Eu,Mn 부활 알루민산염 형광체, (Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2 : Eu, (Ba,Sr,Ca)5(PO4)3(Cl,F,Br,OH) : Eu,Mn,Sb 등의 Eu 부활 할로인산염 형광체, BaAl2Si2O8 : Eu, (Sr,Ba)3MgSi2O8 : Eu 등의 Eu 부활 규산염 형광체, Sr2P2O7 : Eu 등의 Eu 부활 인산염 형광체, ZnS : Ag, ZnS : Ag,Al 등의 황화물 형광체, Y2SiO5 : Ce 등의 Ce 부활 규산염 형광체, CaWO4 등의 텅스텐산염 형광체, (Ba,Sr,Ca)BPO5 : Eu,Mn, (Sr,Ca)10(PO4)6·nB2O3 : Eu, 2SrO·0.84P2O5·0.16B2O3 : Eu 등의 Eu,Mn 부활 붕산인산염 형광체, Sr2Si3O8·2SrCl2 : Eu 등의 Eu 부활 할로규산염 형광체 등을 사용할 수도 있다.
또, 청색 형광체로는, 예를 들어 나프탈산이미드계, 벤조옥사졸계, 스티릴계, 쿠마린계, 피라졸린계, 트리아졸계 화합물의 형광 색소, 툴륨 착물 등의 유기 형광체 등을 사용할 수도 있다.
[4-1-1-4] 황색 형광체
황색의 형광을 발하는 형광체 (이하 적절히「황색 형광체」라고 한다) 가 발하는 형광의 구체적인 파장의 범위를 예시하면, 통상적으로 530㎚ 이상, 바람직하게는 540㎚ 이상, 보다 바람직하게는 550㎚ 이상, 또 통상적으로 620㎚ 이하, 바람직하게는 600㎚ 이하, 보다 바람직하게는 580㎚ 이하의 파장 범위에 있는 것이 바람직하다. 황색 형광체의 발광 피크 파장이 지나치게 짧으면 황색 성분이 적어져 연색성이 떨어지는 반도체 발광 디바이스가 될 가능성이 있고, 지나치게 길면 반도체 발광 디바이스의 휘도가 저하될 가능성이 있다.
이와 같은 황색 형광체로는, 예를 들어 각종의 산화물계, 질화물계, 산질화물계, 황화물계, 산황화물계 등의 형광체를 들 수 있다. 특히 RE3M5O12 : Ce (여기에서, RE 는 Y, Tb, Gd, Lu, Sm 의 적어도 1 종류의 원소를 나타내고, M 은 Al, Ga, Sc 의 적어도 1 종류의 원소를 나타낸다) 나 M2 3M3 2M4 3O12 : Ce (여기에서, M2 는 2 가의 금속 원소, M3 은 3 가의 금속 원소, M4 는 4 가의 금속 원소) 등으로 나타내는 가닛 구조를 갖는 가닛계 형광체, AE2M5O4 : Eu (여기에서, AE 는 Ba, Sr, Ca, Mg, Zn 의 적어도 1 종류의 원소를 나타내고, M5 는 Si, Ge 의 적어도 1 종류의 원소를 나타낸다) 등으로 나타내는 오르토실리케이트계 형광체, 이들 계의 형광체의 구성 원소인 산소의 일부를 질소로 치환한 산질화물계 형광체, AEAlSiN3 : Ce (여기에서, AE 는 Ba, Sr, Ca, Mg, Zn 의 적어도 1 종류의 원소를 나타낸다) 등의 CaAlSiN3 구조를 갖는 질화물계 형광체 등의 Ce 로 부활한 형광체 등을 들 수 있다.
또, 그 밖에 황색 형광체로는 CaGa2S4 : Eu(Ca,Sr)Ga2S4 : Eu, (Ca,Sr)(Ga,Al)2S4 : Eu 등의 황화물계 형광체, Cax(Si,Al)12(O,N)16 : Eu 등의 SiAlON 구조를 갖는 산질화물계 형광체 등의 Eu 로 부활한 형광체를 사용할 수도 있다.
[4-1-1-5] 기타 형광체
본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 상기 서술한 것 이외의 형광체를 함유 시킬 수도 있다. 예를 들어 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 이온 형상의 형광 물질이나 유기·무기의 형광 성분을 균일·투명하게 용해·분산시킨 형광 유리로 할 수도 있다.
[4-1-2] 형광체의 입경
본 발명에 사용하는 형광체의 입경은 특별히 제한되지 않지만, 중앙 입경 (D50) 으로, 통상적으로 0.1㎛ 이상, 바람직하게는 2㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 5㎛ 이상이다. 또, 통상적으로 100㎛ 이하, 바람직하게는 50㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 20㎛ 이하이다. 형광체의 중앙 입경 (D50) 이 상기 범위에 있는 경우에는, 후술하는 반도체 발광 디바이스에 있어서 반도체 소자로부터 발하는 광이 충분히 산란된다. 또, 반도체 소자로부터 발하는 광이 충분히 형광체 입자에 흡수되기 때문에, 파장 변환이 고효율로 실시됨과 함께, 형광체로부터 발하여지는 광이 전체 방향으로 조사된다. 이로써, 복수 종류의 형광체로부터의 1 차광을 혼색하여 백색으로 할 수 있음과 함께, 균일한 백색이 얻어지기 때문에 반도체 발광 디바이스가 발하는 합성광에 있어서 균일한 백색광과 조도가 얻어진다. 한편, 형광체의 중앙 입경 (D50) 이 상기 범위보다 큰 경우에는, 형광체가 발광부의 공간을 충분히 메울 수 없기 때문에, 후술하는 반도체 발광 디바이스에 있어서 반도체 소자로부터의 광이 충분히 형광체에 흡수되지 않을 가능성이 있다. 또, 형광체의 중앙 입경 (D50) 이 상기 범위보다 작은 경우에는, 형광체의 발광 효율이 저하되기 때문에 반도체 발광 디바이스의 조도가 저하될 가능성이 있다.
형광체 입자의 입도 분포 (QD) 는 반도체 디바이스용 부재 중에서의 입자의 분산 상태를 정렬시키기 위해서 작은 것이 바람직한데, 작게 하기 위해서는 분급 수율이 내려가 비용 상승으로 연결되기 때문에, 통상적으로 0.03 이상, 바람직하게는 0.05 이상, 더욱 바람직하게는 0.07 이상이다. 또, 통상적으로 0.4 이하, 바람직하게는 0.3 이하, 더욱 바람직하게는 0.2 이하이다.
또한, 본 발명에 있어서 중앙 입경 (D50) 및 입도 분포 (QD) 는 중량 기준 입도 분포 곡선으로부터 얻을 수 있다. 상기 중량 기준 입도 분포 곡선은 레이저 회절·산란법에 따라 입도 분포를 측정하여 얻어지는 것으로서, 구체적으로는 예를 들어 이하와 같이 측정할 수 있다.
〔중량 기준 입도 분포 곡선의 측정 방법〕
(1) 기온 25℃, 습도 70％ 의 환경하에 있어서, 에틸렌글리콜 등의 용매에 형광체를 분산시킨다.
(2) 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치 (호리바 제조소 LA-300) 에 의해, 입경 범위 0.1㎛ ∼ 600㎛ 에서 측정한다.
(3) 이 중량 기준 입도 분포 곡선에 있어서 적산값이 50％ 일 때의 입경값을 중앙 입경 D50 으로 표기한다. 또, 적산값이 25％ 및 75％ 일 때의 입경값을 각각 D25, D75 로 표기하고, QD= (D75-D25)/(D75＋D25) 라고 정의한다. QD 가 작은 것은 입도 분포가 좁은 것을 의미한다.
또, 형광체 입자의 형상도, 반도체 디바이스용 부재의 형성에 영향을 미치지 않는 한, 예를 들어 형광체부 형성액 (형광체를 함유하는 반도체 디바이스용 부재 형성액을 말하고, 형광체 조성물과 동일한 것을 가리킨다) 의 유동성 등에 영향을 미치지 않는 한 특별히 한정되지 않는다.
[4-1-3] 형광체의 표면 처리
본 발명에 사용하는 형광체는 내수성을 높이는 목적으로, 또는 반도체 디바이스용 부재 중에서 형광체의 불필요한 응집을 방지하는 목적으로 표면 처리가 이루어져 있어도 된다. 이러한 표면 처리의 예로는, 일본 공개특허공보 2002-223008호에 기재된 유기 재료, 무기 재료, 유리 재료 등을 이용한 표면 처리, 일본 공개특허공보 2000-96045호 등에 기재된 금속 인산염에 의한 피복 처리, 금속 산화물에 의한 피복 처리, 실리카코트 등의 공지된 표면 처리 등을 들 수 있다.
표면 처리의 구체예를 들면, 예를 들어 형광체의 표면에 상기 금속 인산염을 피복시키는 위해서는, 이하 (i) ∼ (ⅲ) 의 표면 처리를 실시한다.
(i) 소정량의 인산칼륨, 인산나트륨 등의 수용성의 인산염과, 염화칼슘, 황산스트론튬, 염화망간, 질산아연 등의 알칼리 토금속, Zn 및 Mn 중의 적어도 1 종의 수용성 금속염 화합물을 형광체 현탁액 중에 혼합하여 교반한다.
(ⅱ) 알칼리 토금속, Zn 및 Mn 중의 적어도 1 종의 금속의 인산염을 현탁액 중에서 생성시킴과 함께, 생성된 이들 금속 인산염을 형광체 표면에 침적시킨다.
(ⅲ) 수분을 제거한다.
또, 표면 처리의 다른 예 중 바람직한 예를 들면, 실리카코트로는 물 유리를 중화하여 SiO2 를 석출시키는 방법, 알콕시실란을 가수 분해한 것을 표면 처리하는 방법 (예를 들어 일본 공개특허공보 평3-231987호) 등을 들 수 있고, 분산성을 높이는 점에 있어서는 알콕시실란을 가수 분해한 것을 표면 처리하는 방법이 바람직하다.
[4-1-4] 형광체의 혼합 방법
본 발명에 있어서 형광체 입자를 첨가하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 형광체 입자의 분산 상태가 양호한 경우라면, 상기 서술한 반도체 디바이스용 부재 형성액에 후혼합하는 것만으로 된다. 즉, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재 형성액과 형광체를 혼합하고 형광체부 형성액을 준비하여, 이 형광체부 형성액을 사용하여 반도체 디바이스용 부재를 제조하면 된다. 형광체 입자의 응집이 일어나기 쉬운 경우에는, 가수 분해 전의 원료 화합물을 함유하는 반응용 용액 (이하 적절히「가수 분해전 용액」이라고 한다) 에 형광체 입자를 미리 혼합하고, 형광체 입자의 존재하에서 가수 분해·중축합을 실시하면, 입자의 표면이 일부 실란 커플링 처리되어 형광체 입자의 분산 상태가 개선된다.
또한, 형광체 중에는 가수 분해성인 것도 있지만, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 도포 전의 액 상태 (반도체 디바이스용 부재 형성액) 에 있어서, 수분은 실란올체로서 잠재적으로 존재하여, 유리된 수분은 거의 존재하지 않기 때문에, 그러한 형광체라도 가수 분해되어 버리지 않고 사용할 수 있다. 또, 가수 분해·중축합 후의 반도체 디바이스용 부재 형성액을 탈수·탈알코올 처리를 실시하고 나서 사용하면, 그러한 형광체와의 병용이 용이해지는 이점도 있다.
또, 형광체 입자나 무기 입자 (후술한다) 를 본 발명의 반도체 디바이스용 부재에 분산시키는 경우에는, 입자 표면에 분산성 개선을 위해 유기 배위자에 의한 수식(修飾)을 실시할 수도 있다. 종래, 반도체 디바이스용 부재로서 사용되어 온 부가형 실리콘 수지는 이와 같은 유기 배위자에 의해 경화가 저해되기 쉬워, 이와 같은 표면 처리를 실시한 입자를 혼합·경화시킬 수 없었다. 이것은, 부가 반응형 실리콘 수지에 사용되고 있는 백금계의 경화 촉매가, 이들 유기 배위자와 강한 상호 작용을 가져, 히드로실릴화의 능력을 잃어 경화 불량을 일으키기 때문이다. 이와 같은 피독 물질로는 N, P, S 등을 함유하는 유기 화합물 이외에, Sn, Pb, Hg, Bi, As 등 중금속의 이온성 화합물, 아세틸렌기 등, 다중 결합을 포함하는 유기 화합물 (플럭스, 아민류, 염화비닐, 황가황 고무) 등을 들 수 있다. 이에 반해, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 이들 피독 물질에 의한 경화 저해를 잘 일으키지 않는 축합형의 경화 기구에 의한 것이다. 이 때문에, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 유기 배위자에 의해 표면 개질된 형광체 입자나 무기 입자, 나아가서는 착물 형광체 등의 형광 성분과의 혼합 사용의 자유도가 커, 형광체 바인더나 고굴절률 나노 입자 도입 투명 재료로서 우수한 특징을 구비하는 것이다.
[4-1-5] 형광체 함유율
본 발명의 반도체 디바이스용 부재에 있어서의 형광체 함유율은, 본 발명의 효과를 현저히 저해하지 않는 한 임의인데, 그 적용 형태에 따라 자유롭게 선정할 수 있다. 백색 LED 나 백색 조명 등의 용도로 사용하는 백색 발광의 반도체 발광 디바이스를 예를 들면, 형광체를 균일하게 분산시켜 반도체 소자를 포함하는 패키지의 오목부 전체를 메워 포팅하는 경우에는, 형광체 총량으로서 통상적으로 0.1 중량％ 이상, 바람직하게는 1 중량％ 이상, 보다 바람직하게는 5 중량％ 이상, 또 통상적으로 35 중량％ 이하, 바람직하게는 30 중량％ 이하, 보다 바람직하게는 28 중량％ 이하이다.
또, 동일한 용도로 형광체를 고농도으로 분산시킨 것을, 반도체 발광 디바이스의 반도체 소자의 발광면으로부터 먼 곳 (예를 들어 반도체 소자를 포함하는 오목부를 투명 봉지재로 메운 패키지 개구면이나, LED 기밀 봉지용 유리 덮개체·렌즈·도광판 등의 외부 광학 부재의 출광면 등) 에 박막 형상으로 도포하는 경우에는, 통상적으로 5 중량％ 이상, 바람직하게는 7 중량％ 이상, 보다 바람직하게는 10 중량％ 이상, 또 통상적으로 90 중량％ 이하, 바람직하게는 80 중량％ 이하, 보다 바람직하게는 70 중량％ 이하이다.
또, 일반적으로, 반도체 소자의 발광색과 형광체의 발광색을 혼색하여 백색을 얻는 경우, 반도체 소자의 발광색을 일부 투과시키게 되기 때문에, 형광체 함유율은 저농도가 되어 상기 범위의 하한 가까이의 영역이 된다. 한편, 반도체 소자의 발광을 모두 형광체 발광색으로 변환하여 백색을 얻는 경우에는, 고농도의 형광체가 바람직하기 때문에, 형광체 함유율은 상기 범위의 상한 가까이의 영역이 된다. 형광체 함유율이 이 범위보다 많으면 도포 성능이 악화되거나, 광학적인 간섭 작용에 의해 형광체의 이용 효율이 낮아져, 반도체 발광 디바이스의 휘도가 낮아지거나 할 가능성이 있다. 또, 형광체 함유율이 이 범위보다 적으면 형광체에 의한 파장 변환이 불충분해져, 목적으로 하는 발광색을 얻을 수 없게 될 가능성이 있다.
이상, 백색 발광의 반도체 발광 디바이스 용도에 대해서 예시하였는데, 구체적인 형광체 함유율은 목적색, 형광체의 발광 효율, 혼색 형식, 형광체 비중, 도포막 두께, 디바이스 형상에 따라 다양하여 이것에 한정되지 않는다.
본 발명의 반도체 디바이스용 형성액은 에폭시 수지나 실리콘 수지 등 종래의 반도체 발광 디바이스용 형성액과 비교하여 저점도이며, 또한 형광체나 무기 입자와의 융합이 좋아 고농도의 형광체나 무기 입자를 분산시켜도 충분히 도포 성능을 유지할 수 있는 이점을 갖는다. 또, 필요에 따라 중합도의 조정이나 에어로질 등 칙소 재료를 함유시킴으로써 고점도로 할 수도 있어, 목적으로 하는 형광체 함유량에 따른 점도의 조정폭이 커, 도포 대상물의 종류나 형상 나아가서는 포팅·스핀 코트·인쇄 등의 각종 도포 방법에 유연하게 대응할 수 있는 도포액을 제공할 수 있다.
또한, 반도체 디바이스용 부재에 있어서의 형광체 함유율은, 형광체 조성을 특정할 수 있으면, 형광체 함유 시료를 분쇄한 후 예비 소성하여 탄소 성분을 제거한 후에 불산 처리에 의해 규소 성분을 규불산으로서 제거하고, 잔사를 묽은 황산에 용해하여 주성분의 금속 원소를 수용액화하여, ICP 나 염광 분석, 형광 X 선 분석 등의 공지된 원소 분석 방법에 따라 주성분 금속 원소를 정량하고, 계산에 의해 형광체 함유율을 구할 수 있다. 또, 형광체 형상이나 입경이 균일하고 비중이 이미 알려진 것이면 도포물 단면의 화상 해석에 의해 단위 면적당 입자 개수를 구하여 형광체 함유율로 환산하는 간이법도 이용할 수 있다.
또, 형광체부 형성액에 있어서의 형광체 함유율은, 반도체 디바이스용 부재에 있어서의 형광체 함유율이 상기 범위에 포함되도록 설정하면 된다. 따라서, 형광체부 형성액이 건조 공정에 있어서 중량 변화하지 않는 경우에는 형광체부 형성액에 있어서의 형광체 함유율은 반도체 디바이스용 부재에 있어서의 형광체 함유율과 동일해진다. 또, 형광체부 형성액이 용매 등을 함유하고 있는 경우 등, 형광체부 형성액이 건조 공정에 있어서 중량 변화하는 경우에는, 그 용매 등을 제외한 형광체부 형성액에 있어서의 형광체 함유율이 반도체 디바이스용 부재에 있어서의 형광체 함유율과 동일해지도록 하면 된다.
[4-2] 무기 입자 (필러) 의 병용
또, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재를 반도체 발광 디바이스에 사용하는 경우 등에 있어서는, 광학적 특성이나 작업성을 향상시키기 위해서, 또 이하의 <1> 내지 <5> 중 어느 하나의 효과를 얻는 것을 목적으로 하여, 추가로 무기 입자를 함유시켜도 된다.
<1> 반도체 디바이스용 부재에 광산란 물질로서 무기 입자를 혼입하고 반도체 발광 디바이스의 광을 산란시킴으로써, 형광체에 닿는 반도체 소자의 광량을 증가시켜 파장 변환 효율을 향상시킴과 함께, 반도체 발광 디바이스로부터 외부로 방출되는 광의 지향각을 넓힌다.
<2> 반도체 디바이스용 부재에 결합제로서 무기 입자를 배합함으로써 크랙의 발생을 방지한다.
<3> 반도체 디바이스용 부재 형성액에, 점도 조정제로서 무기 입자를 배합 함으로써 당해 형성액의 점도를 높게 한다.
<4> 반도체 디바이스용 부재에 무기 입자를 배합함으로써 그 수축을 저감시킨다.
<5> 반도체 디바이스용 부재에 무기 입자를 배합함으로써 그 굴절률을 조정하여 광취출 효율을 향상시킨다.
이 경우에는, 반도체 디바이스용 부재 형성액에 형광체의 분말과 마찬가지로 무기 입자를 목적에 따라 적당량 혼합하면 된다. 이 경우, 혼합하는 무기 입자의 종류 및 양에 따라 얻어지는 효과가 상이하다.
예를 들어 무기 입자가 입경 약 10㎚ 인 초미립자상 실리카 (닛폰 에어로질 주식회사 제조, 상품명 : AEROSIL＃200) 의 경우, 반도체 디바이스용 부재 형성액의 칙소트로픽성이 증대되기 때문에, 상기 <3> 의 효과가 크다.
또, 무기 입자가 입경 약 수 ㎛ 의 파쇄 실리카 또는 진구상 실리카인 경우, 칙소트로픽성의 증가는 거의 없고, 반도체 디바이스용 부재의 골재로서의 기능이 중심이 되기 때문에 상기 <2> 및 <4> 의 효과가 크다.
또, 반도체 디바이스용 부재와는 굴절률이 상이한 입경 약 1㎛ 의 무기 입자를 사용하면, 반도체 디바이스용 부재와 무기 입자의 계면에 있어서의 광산란이 커지기 때문에 상기 <1> 의 효과가 크다.
또, 반도체 디바이스용 부재보다 굴절률이 큰 입경 3 ∼ 5㎚, 구체적으로는 발광 파장 이하의 입경을 갖는 무기 입자를 사용하면, 반도체 디바이스용 부재의 투명성을 유지시킨 채 굴절률을 향상시킬 수 있기 때문에 상기 <5> 의 효과가 크다.
따라서, 혼합하는 무기 입자의 종류는 목적에 따라 선택하면 된다. 또, 그 종류는 단일이어도 되고, 복수 종을 조합해도 된다. 또, 분산성을 개선하기 위해서 실란 커플링제 등의 표면 처리제로 표면 처리되어 있어도 된다.
[4-2-1] 무기 입자의 종류
사용하는 무기 입자의 종류로는, 실리카, 티탄산바륨, 산화티탄, 산화지르코늄, 산화니오브, 산화알루미늄, 산화세륨, 산화이트륨 등의 무기 산화물 입자나 다이아몬드 입자가 예시되는데, 목적에 따라 다른 물질을 선택할 수도 있어 이들에 한정되는 것은 아니다.
무기 입자의 형태는 분체상, 슬러리상 등, 목적에 따라 어떠한 형태이어도 되는데, 투명성을 유지할 필요가 있는 경우에는, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재와 굴절률을 동등하게 하거나, 수계·용매계의 투명 졸로서 반도체 디바이스용 부재 형성액에 첨가하거나 하는 것이 바람직하다.
[4-2-2] 무기 입자의 중앙 입경
이들 무기 입자 (1 차 입자) 의 중앙 입경은 특별히 한정되지 않지만, 통상적으로 형광체 입자의 1/10 이하 정도이다. 구체적으로는, 목적에 따라 이하의 중앙 입경인 것이 사용된다. 예를 들어 무기 입자를 광산란재로서 사용하는 것이면, 그 중앙 입경은 0.1 ∼ 10㎛ 가 바람직하다. 또, 예를 들어 무기 입자를 골재로서 사용하는 것이면, 그 중앙 입경은 1㎚ ∼ 10㎛ 가 바람직하다. 또, 예를 들어 무기 입자를 증점제 (칙소제) 로서 사용하는 것이면, 그 중앙 입자는 10 ∼ 100㎚ 가 바람직하다. 또, 예를 들어 무기 입자를 굴절률 조정제로서 사용하는 것이면, 그 중앙 입경은 1 ∼ 10㎚ 가 바람직하다.
[4-2-3] 무기 입자의 혼합 방법
본 발명에 있어서 무기 입자를 혼합하는 방법은 특별히 제한되지 않지만, 통상적으로는 형광체와 마찬가지로 유성 교반 믹서 등을 이용하여 탈포하면서 혼합하는 것이 추장된다. 예를 들어 에어로질과 같은 응집되기 쉬운 소립자를 혼합하는 경우에는, 입자 혼합 후 필요에 따라 비즈 밀이나 3 개 롤 등을 사용하여 응집 입자의 해쇄를 실시하고 나서 형광체 등의 혼합이 용이한 대입자 성분을 혼합해도 된다.
[4-2-4] 무기 입자의 함유율
본 발명의 반도체 디바이스용 부재에 있어서의 무기 입자의 함유율은, 본 발명의 효과를 현저히 저해하지 않는 한 임의이나, 그 적용 형태에 따라 자유롭게 선정할 수 있다. 예를 들어 무기 입자를 광산란제로서 사용하는 경우에는, 그 함유율은 0.01 ∼ 10 중량％ 가 바람직하다. 또, 예를 들어 무기 입자를 골재로서 사용하는 경우에는, 그 함유율은 1 ∼ 50 중량％ 가 바람직하다. 또, 예를 들어 무기 입자를 증점제 (칙소제) 로서 사용하는 경우에는, 그 함유율은 0.1 ∼ 20 중량％ 가 바람직하다. 또, 예를 들어 무기 입자를 굴절률 조정제로서 사용하는 경우에는, 그 함유율은 10 ∼ 80 중량％ 가 바람직하다. 무기 입자의 양이 지나치게 적으면 원하는 효과가 얻어지지 않게 될 가능성이 있고, 지나치게 많으면 경화물의 밀착성, 투명성, 경도 등의 여러 특성에 악영향을 미칠 가능성이 있다.
본 발명의 반도체 디바이스용 형성액은 에폭시 수지나 실리콘 수지 등 종래의 반도체 발광 디바이스용 형성액과 비교하여 저점도이며, 또한 형광체나 무기 입자와의 융합이 좋아 고농도의 무기 입자를 분산시켜도 충분히 도포 성능을 유지할 수 있는 이점을 갖는다. 또, 필요에 따라 중합도의 조정이나 에어로질 등 칙소 재료를 함유시킴으로써 고점도로 할 수도 있어, 목적으로 하는 무기 입자 함유량에 따른 점도의 조정폭이 커, 도포 대상물의 종류나 형상 나아가서는 포팅·스핀 코트·인쇄 등의 각종 도포 방법에 유연하게 대응할 수 있는 도포액을 제공할 수 있다.
또한, 반도체 디바이스용 부재에 있어서의 무기 입자의 함유율은, 앞서 나온 형광체 함유량과 동일하게 측정할 수 있다.
또, 반도체 디바이스용 부재 형성액에 있어서의 무기 입자의 함유율은, 반도체 디바이스용 부재에 있어서의 무기 입자의 함유율이 상기 범위에 포함되도록 설정하면 된다. 따라서, 반도체 디바이스용 부재 형성액이 건조 공정에 있어서 중량 변화하지 않는 경우에는 반도체 디바이스용 부재 형성액에 있어서의 무기 입자의 함유율은 반도체 디바이스용 부재에 있어서의 무기 입자의 함유율과 동일해진다. 또, 반도체 디바이스용 부재 형성액이 용매 등을 함유하고 있는 경우 등, 반도체 디바이스용 부재 형성액이 건조 공정에 있어서 중량 변화하는 경우에는, 그 용매 등을 제외한 반도체 디바이스용 부재 형성액에 있어서의 무기 입자의 함유율이 반도체 디바이스용 부재에 있어서의 무기 입자의 함유율과 동일해지도록 하면 된다.
[4-3] 도전성 필러의 병용
또, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재를 반도체 발광 디바이스에 사용하는 경우 등에 있어서는, 도전성을 부여하여 인쇄나 포팅 등의 기술을 이용하여 땜납 사용 온도보다 저온에서 전기 회로를 형성시키는 것을 목적으로 하여, 도전성 필러를 함유시켜도 된다.
사용하는 도전성 필러의 종류로는, 은 가루, 금 가루, 백금 가루, 팔라듐 가루 등의 귀금속 가루, 구리 가루, 니켈 가루, 알루미늄 가루, 놋쇠 가루, 스테인리스 가루 등의 비귀금속 가루, 은 등의 귀금속으로 도금, 합금화한 비귀금속 가루, 귀금속이나 비금속으로 피복된 유기 수지 가루나 실리카 가루, 그 밖에 카본 블랙, 그라파이트 가루 등의 카본계 필러 등이 예시되는데, 목적에 따라 다른 물질을 선택할 수도 있어 이들에 한정되는 것은 아니다. 또, 도전성 필러는 1 종을 사용해도 되고, 2 종 이상을 임의의 조합 및 비율로 병용해도 된다.
도전성 필러의 공급 형태는 분체상, 슬러리상 등, 목적에 따라 어떠한 형태이어도 되는데, 투명성을 유지할 필요가 있는 경우나, 미세한 배선을 인쇄 형성할 필요가 있는 경우에는, 응집이 없는 수계·용매계의 투명 졸 또는 재분산 용이한 표면 수식된 나노 입자 분말로서 반도체 디바이스용 부재 형성액에 첨가하는 것이 바람직하다.
이들 금속 가루의 형상으로는 플레이크상 (인편상), 구상, 좁쌀상, 수지상 (덴드라이트상), 구상의 1 차 입자가 3 차원 형상으로 응집한 형상 등이 있다. 이 중, 도전성, 비용, 신뢰성의 면에서 은 가루를 주체로 하는 것이 바람직하고, 도전성의 면에서 은 가루에 소량의 카본 블랙 및/또는 그라파이트 가루를 병용하는 것이 보다 바람직하다. 또, 도전성, 신뢰성의 면에서 플레이크상, 구상의 은 가루를 사용하는 것이 바람직하고, 플레이크상과 구상의 은 가루를 병용하는 것이 가장 바람직하다. 또, 필요에 따라 실리카, 탈크, 마이카, 황산 바륨, 산화인듐 등의 무기 필러 등을 소량 배합해도 된다.
은 가루와 카본 블랙 및/또는 그라파이트 미분말의 바람직한 배합비 (질량비) 는, 은 가루와 카본 블랙 및/또는 그라파이트 미분말의 합계량을 100 질량비로 했을 때, 은 가루로서의 상한은 바람직하게는 99.5 질량비 이하, 보다 바람직하게는 99 질량비 이하이다. 은 가루로서의 하한은 85 질량비 이상, 보다 바람직하게는 90 질량비 이상이다.
도전성 필러의 중앙 입경은 특별히 한정되지 않지만, 통상적으로 0.1㎛ 이상, 바람직하게는 0.5㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 1㎛ 이상이며, 통상적으로 50㎛ 이하, 바람직하게는 20㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 10㎛ 이하이다. 또, 특히 투명성이나 미세 가공성이 요구되는 경우에는 통상적으로 3㎚ 이상, 바람직하게는 10㎚ 이상이며, 통상적으로 150㎚ 이하, 바람직하게는 100㎚ 이하이다.
또, 도전성 필러의 함유율은 그 도전성 필러와 바인더 수지의 합계량을 100 중량％로 했을 때, 통상적으로 50 중량％ 이상, 바람직하게는 75 중량％ 이상, 보다 바람직하게는 80 질량비 이상이다. 또, 접착성, 잉크의 점성의 관점에서 통상적으로 95 중량％ 이하, 바람직하게는 93 중량％ 이하, 보다 바람직하게는 90 중량％ 이하이다. 도전성 필러의 양이 지나치게 적으면 원하는 효과가 얻어지지 않게 될 가능성이 있고, 지나치게 많으면 경화물의 밀착성, 투명성, 경도 등의 여러 특성에 악영향을 미칠 가능성이 있다.
본 발명의 반도체 디바이스용 형성액은 에폭시 수지나 실리콘 수지 등 종래의 반도체 발광 디바이스용 형성액과 비교하여 저점도, 또한 형광체나 무기 입자와의 융합이 좋아 고농도의 무기 입자를 분산시켜도 충분히 도포 성능을 유지할 수 있는 특징을 갖는다. 또 필요에 따라 중합도의 조정이나 에어로질 등 칙소 재료를 함유시킴으로써 고점도로 할 수도 있어, 목적으로 하는 무기 입자 함유량에 따른 점도의 조정폭이 커, 도포 대상물의 종류나 형상 나아가서는 포팅·스핀 코트·인쇄등의 각종 도포 방법에 유연하게 대응할 수 있는 도포액을 제공할 수 있다.
또한, 반도체 디바이스용 부재에 있어서의 무기 입자의 함유율은, 앞서 나온 형광체 함유량과 동일하게 측정할 수 있다.
[4-4] 다른 부재와의 조합
본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 단독으로 봉지재료로서 사용해도 되는데, 유기 형광체, 산소나 수분에 의해 열화되기 쉬운 형광체, 반도체 디바이스를 봉지하는 경우 등, 보다 엄밀히 산소나 수분으로부터의 차단이 요구되는 용도에 있어서는, 본 발명의 부재에 의해 형광체의 유지나 반도체 소자의 봉지·광취출을 실시하고, 또한 그 외측에 유리판이나 에폭시 수지 등의 고기밀 소재에 의한 기밀 봉지를 실시하거나, 진공 봉지를 실시해도 된다. 이 경우의 디바이스 형상은 특별히 제한되지 않아, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재에 의한 봉지체, 도포물 또는 도포면이 실질적으로 금속·유리·고기밀성 수지 등의 고기밀 소재에 의해 외계로부터 보호 차단되어 산소나 수분의 유통이 없는 상태로 되어 있으면 된다.
또, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 상기 서술한 바와 같이 밀착성이 양호하기 때문에, 반도체 디바이스용 접착제로서 이용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 반도체 소자와 패키지를 접착시키는 경우, 반도체 소자와 서브 마운트를 접착시키는 경우, 패키지 구성 요소끼리를 접착시키는 경우, 반도체 디바이스와 외부 광학 부재를 접착시키는 경우 등에, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재를 도포, 인쇄, 포팅 등을 함으로써 사용할 수 있다. 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 특히 내광성, 내열성이 우수하기 때문에, 장시간 고온이나 자외광에 노출되는 고출력의 반도체 발광 디바이스용 접착제로서 이용한 경우, 장기간 사용할 수 있으며 높은 신뢰성을 갖는 반도체 발광 디바이스를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 이것만으로 충분히 밀착성을 담보할 수 있는 것인데, 더 밀착성을 담보하는 것을 목적으로 하여, 반도체 디바이스용 부재와 직접 접하는 표면에 밀착성 개선을 위한 표면 처리를 실시해도 된다. 이와 같은 표면 처리로는, 예를 들어 프라이머나 실란 커플링제를 사용한 밀착 개선층의 형성, 산이나 알칼리 등의 약품을 이용한 화학적 표면 처리, 플라즈마 조사나 이온 조사·전자선 조사를 이용한 물리적 표면 처리, 샌드 블라스트나 에칭·미립자 도포 등에 의한 조면화 처리 등을 들 수 있다. 밀착성 개선을 위한 표면 처리로는, 그 밖에 예를 들어 일본 공개특허공보 평5-25300호, 이나가키 노리히로 저「표면 화학」Vol.18 No.9, pp21-26, 쿠로사키 카즈오 저「표면 화학」Vol.19 No.2, pp44-51 (1998) 등에 개시되는 공지된 표면 처리 방법을 들 수 있다.
[5] 반도체 발광 디바이스
[5-1] (A) 패키지
본 발명의 반도체 발광 디바이스에 이용되는 패키지는, 그 표면 재료가 Si, Al 및 Ag 중 어느 1 이상을 함유하는 것을 특징으로 한다. 여기에서, 패키지란 반도체 발광 디바이스에 있어서, 후술하는 (B) 반도체 소자를 적재하는 부재를 말한다. 패키지는 컵상, 평판에 오목부를 형성한 형상, 평판의 주위에 보를 형성한 형상의 것, 평판상 등을 들 수 있고, 통상적으로는 컵상의 것이 사용된다.
[5-1-1] 표면 재료
본 발명의 반도체 발광 디바이스에 이용되는 패키지의 표면 재료는 Si, Al 및 Ag 중 어느 1 이상을 함유하는 것을 특징으로 한다.
패키지는 전술한 바와 같이, (B) 반도체 소자를 적재하는 부재인데, 휘도 (반사율), 내구성·내열성, 내광성, 밀착성, 방열성 등의 향상을 목적으로 하여 여러 가지 표면 가공이 실시된다. 특히, 파워 디바이스에 있어서는 내구성, 내열성 향상을 목적으로 한, 재료의 선택, 표면 가공이 이루어진 경우가 많다.
구체적으로는, 예를 들어 반사율의 향상, 나아가서는 휘도의 향상을 목적으로 한, 은 도금 등의 표면 가공 이외에 방열성·절연성·내열성·내구성·내광성 등의 향상을 목적으로 한 SiNx, SiC, SiO2, Al, AlN, Al2O3 등을 이용한 세라믹스제 패키지의 선택, 또는 반사율 향상이나 광확산 기능 부여를 목적으로 한 무기계 코팅층 도포에 의한 표면 평활화나 조면화 등의 세라믹스 표면 가공 등을 들 수 있다.
즉, 본 발명의 반도체 발광 디바이스는 이러한 특수한 표면 처리를 실시한 패키지에 있어서도 봉지재의 박리 등의 문제가 없는 우수한 성질을 갖는다.
본 발명의 반도체 발광 디바이스에 이용되는 패키지의 표면 재료에 함유되는 Si, Al 의 함유량은 표면 재료 중, 통상적으로 5 중량％ 이상, 바람직하게는 10 중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 40 중량％ 이상이며, 통상적으로 100 중량％ 이하, 바람직하게는 90 중량％ 이하, 더욱 바람직하게는 80 중량％ 이하이다. 상기 함유량은 SiO2 를 소결 보조제로서 사용한 Al2O3 세라믹스 소결체와 같이 SiO2 와 Al2O3 이 고용되어 혼재하는 표면의 경우에는, Si와 Al 의 합계 함유량으로 생각한다. 유리 섬유 등의 무기질 필러를 함유하는 강화 플라스틱과 같이 2 개의 층으로 이루어지는 소재 표면의 경우에는, 강화 플라스틱 중의 Si 함유량으로 생각한다. 또, 반도체 발광 디바이스에 있어서 Ag 는 도금 금속으로서 높은 순도로 존재하는 경우가 많아, Ag 함유 표면에 있어서의 Ag 함유량은 통상적으로 60 중량％ 이상, 바람직하게는 70 중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 80 중량％ 이상이며, 통상적으로 100 중량％ 이하, 바람직하게는 98 중량％ 이하, 더욱 바람직하게는 95 중량％ 이하이다. 상기 함유량이 지나치게 적으면, 여러 가지의 표면 처리 등의 효과가 달성되지 않을 가능성이 있다. 또, 지나치게 많으면 가공에 지장을 초래하거나 목적으로 하는 세라믹스 조성으로부터 일탈되거나 할 가능성이 있다.
[5-1-2] 기타 재질
본 발명의 반도체 발광 디바이스에 이용되는 패키지의 재료는 전술한 표면 재료를 전부 또는 일부에 갖는 것이다. 표면 재료를 일부에 갖는 패키지의 경우에는, 그 이외의 부분은 목적에 따라 어떠한 것을 선택해도 되고, 통상적으로 유기 재료, 무기 재료, 유리 재료 등, 및 이들 조합 중에서 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
유기 재료로는 폴리카보네이트 수지, 폴리페닐렌설파이드 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 실리콘 수지, ABS (아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌) 수지, 나일론계 수지, 폴리프탈아미드계 수지, 폴리에틸렌 수지 등의 유기 수지, 및 이들 수지와 유리 필러나 무기 분말을 혼합하여, 내열성이나 기계적 강도를 향상시키고 열팽창률을 저감시킨 강화 플라스틱 등을 들 수 있다.
무기 재료로는 SiNx, SiC, SiO2, AlN, Al2O3 등의 세라믹스 재료, 철·구리·놋쇠·알루미늄·니켈·금·은·백금·팔라듐 등의 금속 재료 또는 이들의 합금 등을 들 수 있다.
유리 재료로는 허메틱 시일부나 부재끼리의 접착 등에 사용되는 저융점 유리, 패키지 창재나 투명 덮개체 등 패키지의 일부로서 사용되는 광학 유리 등을 들 수 있다.
또, 본 발명의 반도체 발광 디바이스를 발열·발광량이 많은 이른바 파워 디바이스에 있어서 사용하는 경우에는, 종래 구성의 반도체 발광 디바이스보다 내구성이 우수한 재료를 선택할 수 있다. 이와 같은 파워 디바이스에 있어서는 변색 등의 열화를 일으키기 쉬운 유기 재료보다, 내열·내광내구성이 우수한 무기 재료가 바람직하다. 그 중에서도, 구리·알루미늄·SiNx, AlN, Al2O3 등 가공하기 쉽고 방열성이 우수한 재료가 바람직하다. 또, 이들 패키지 소재는 전술한 바와 같이 반사율의 향상, 나아가서는 휘도의 향상을 목적으로 하여, 은 도금 등의 표면 가공이 이루어져 있어도 된다.
[5-1-3] 형상
본 발명의 반도체 발광 디바이스에 이용되는 패키지의 형상은 특별히 제한되지 않지만, 공지된 반도체 발광 디바이스용 패키지 또는, 여러 목적에 따라 적절히 개량된 반도체 발광 디바이스용 패키지를 사용할 수 있다. 구체적 형상으로는, 세라믹스 패키지에서 리플렉터와 기판이 일체형인 것, 발광 소자의 바로 아래에 구리나 알루미늄 등으로 이루어지는 히트싱크를 형성한 것, 리플렉터의 반사면에 은을 피복한 것 등을 들 수 있다. 패키지는 컵상, 평판에 오목부를 형성한 형상, 평판의 주위에 언(堰)을 형성한 형상의 것, 평판상 등을 들 수 있고, 통상적으로는 컵상의 것이 사용된다.
본 발명의 반도체 발광 디바이스에 이용되는 패키지는 시판되는 것을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 MCO 주식회사 제조, 형번「3PINMETAL」 (리플렉터 소재는 은 도금된 구리제, 핀 주위의 허메틱 시일은 저융점 유리제), 쿄리츠 엘렉스 주식회사 제조, 형번「M5050N」 (리플렉터 소재, 기판 소재는 Al2O3 제, 전극 소재는 Ag-Pt 제, 리플렉터와 기판의 접착 부분은 저융점 유리제) 등을 들 수 있다.
[5-2] (B) 반도체 소자
[5-2-1] 반도체 소자
본 발명의 반도체 발광 디바이스에 이용되는 반도체 소자로는, 구체적으로는 발광 다이오드 (LED) 나 반도체 레이저 다이오드 (LD) 등을 사용할 수 있다.
구체적으로는, GaN 계 화합물 반도체, ZnSe 계 화합물 반도체, ZnO 계 화합물 반도체를 들 수 있다. 그 중에서도, GaN 계 화합물 반도체를 사용한 GaN 계 LED 나 LD 가 바람직하다. 왜냐하면, GaN 계 LED 나 LD 는 이 영역의 광을 발하는 SiC 계 LED 등에 비해 발광 출력이나 외부 양자 효율이 현격히 커, 전술하는 형광체와 조합함으로써 매우 저전력에서 매우 밝은 발광이 얻어지기 때문이다. 예를 들어 동일한 전류 부하에 대하여, 통상적으로 GaN 계 LED 나 LD 는 SiC 계의 100 배 이상의 발광 강도를 갖는다. GaN 계 LED 나 LD 에 있어서는, AlxGayN 발광층, GaN 발광층, 또는 InxGayN 발광층을 갖고 있는 것이 바람직하다. GaN 계 LED 에 있어서는, 그들 중에서 InxGayN 발광층을 갖는 것이 발광 강도가 매우 강하기 때문에 특히 바람직하고, GaN 계 LD 에 있어서는, InxGayN 층과 GaN 층의 다중 양자 우물 구조의 것이 발광 강도가 매우 강하기 때문에 특히 바람직하다.
또한, 상기에 있어서 x＋y 의 값은 통상적으로 0.8 ∼ 1.2 범위의 값이다. GaN 계 LED 에 있어서, 이들 발광층에 Zn 이나 Si 를 도프한 것이나 도펀트가 없는 것이 발광 특성을 조절하는 데 있어서 바람직한 것이다.
GaN 계 LED 는 이들 발광층, p 층, n 층, 전극, 및 기판을 기본 구성 요소로 한 것으로서, 발광층을 n 형과 p 형의 AlxGayN 층, GaN 층, 또는 InxGayN 층 등으로 샌드위치로 한 헤테로 구조를 갖고 있는 것이 발광 효율이 높아 바람직하고, 또한 헤테로 구조를 양자 우물 구조로 한 것이 발광 효율이 더욱 높아 보다 바람직하다.
GaN 계 반도체 소자를 형성하기 위한 GaN 계 결정층의 성장 방법으로는, HVPE 법, MOVPE 법, MBE 법 등을 들 수 있다. 후막을 제조하는 경우에는 HVPE 법이 바람직한데, 박막을 형성하는 경우에는 MOVPE 법이나 MBE 법이 바람직하다.
본 발명의 반도체 발광 디바이스에 있어서는, 면발광형의 발광체, 특히 면발광형 GaN 계 레이저 다이오드를 발광 소자로서 사용하는 것은, 발광 장치 전체의 발광 효율을 높이게 되기 때문에 특히 바람직하다. 면발광형의 발광체란, 막의 면방향으로 강한 발광을 갖는 발광체로서, 면발광형 GaN 계 레이저 다이오드에 있어서는, 발광층 등의 결정 성장을 제어하고, 또한 반사층 등을 잘 연구함으로써, 발광층의 가장자리 방향보다 면방향의 발광을 강하게 할 수 있다. 면발광형인 것을 사용함으로써, 발광층의 가장자리로부터 발광하는 타입에 비해 단위 발광량당 발광 단면적을 크게 할 수 있다.
[5-2-2] 발광 피크 파장
본 발명의 반도체 발광 디바이스에 이용되는 반도체 소자의 발광 피크 파장은, 가시 내지 근자외 중 어느 하나의 파장의 것을 사용할 수 있다. 반도체 소자의 발광 피크 파장은 형광체의 여기 효율, 나아가서는 형광체의 여기광으로부터 형광으로의 변환 효율과 관계되고, 또 봉지재의 내구성에도 영향을 미치는 중요한 요소이다. 본 발명의 반도체 발광 디바이스에 있어서는, 통상적으로 근자외 영역부터 청색 영역까지의 발광 파장을 갖는 발광 소자가 사용되고, 구체적으로는, 통상적으로 300㎚ 이상, 바람직하게는 330㎚ 이상, 더욱 바람직하게는 350㎚ 이상, 또 통상적으로 900㎚ 이하, 바람직하게는 500㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 480㎚ 이하의 피크 발광 파장을 갖는 발광 소자가 사용된다. 지나치게 단파장이면 봉지재가 발광 파장을 흡수하여 고휘도의 디바이스를 얻을 수 없고, 또 발열에 의한 디바이스의 열 열화의 원인이 되기 때문에 바람직하지 않다.
[5-2-3] 발광면의 사이즈
본 발명의 반도체 발광 디바이스는 고출력의 파워 디바이스 용도가 특히 우수하다. 따라서, 파워 디바이스 용도로 사용되는 경우, (B) 반도체 소자 (칩) 의 발광면의 면적은, 통상적으로 0.15㎟ 이상, 바람직하게는 0.2㎟ 이상, 더욱 바람직하게는 0.3㎟ 이상이며, 통상적으로 10㎟ 이하, 바람직하게는 5㎟ 이하, 더욱 바람직하게는 3㎟ 이하이다. 발광면의 면적이 지나치게 작으면, 파워 디바이스 용도로서 사용하는 것이 곤란하다.
여기에서, 발광면이란 pn 접합면을 의미한다. 또, 소형 칩을 1 개의 패키지에 연장(連將)시키는 경우, 상기 면적은 그들의 합계 면적으로 한다.
또한, 칩 그 자체의 형상은 웨이퍼 커팅에 있어서의 로스 저감 때문에, 통상적으로 직사각형 또는 정사각형이다.
따라서 칩이 직사각형인 경우에는, 발광면이 칩 1 개로 이루어지는 경우, 발광면은 장변이 통상적으로 0.43㎜ 이상, 바람직하게는 0.5㎜ 이상, 더욱 바람직하게는 0.6㎜ 이상이며, 통상적으로 4㎜ 이하, 바람직하게는 3㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 2㎜ 이하이다. 또, 단변이 통상적으로 0.35㎜ 이상, 바람직하게는 0.4㎜ 이상, 더욱 바람직하게는 0.5㎜ 이상이며, 통상적으로 2.5㎜ 이하, 바람직하게는 2㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 1.5㎜ 이하이다.
칩이 정사각형인 경우에는, 발광면은 한 변이 통상적으로 0.38㎜ 이상, 바람직하게는 0.45㎜ 이상, 더욱 바람직하게는 0.55㎜ 이상이며, 통상적으로 3.1㎜ 이하, 바람직하게는 2.2㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 1.7㎜ 이하이다.
[5-2-4] 발광면의 표면 온도
본 발명의 반도체 발광 디바이스는 고출력의 파워 디바이스 용도가 특히 우수하다. 따라서, 파워 디바이스 용도로 사용되는 경우, 동작시의 (B) 반도체 소자 (칩) 의 발광면의 표면 온도가 통상적으로 80℃ 이상, 바람직하게는 85℃ 이상, 더욱 바람직하게는 90℃ 이상이며, 통상적으로 200℃ 이하, 바람직하게는 180℃ 이하, 더욱 바람직하게는 150℃ 이하이다. 발광면의 표면 온도가 지나치게 낮으면, 파워 디바이스 용도로서 사용하는 것이 곤란하다. 발광면의 표면 온도가 지나치게 높으면, 방열이 곤란해지거나, 균일하게 전류를 흘리는 것이 곤란해질 가능성이 있다. 또한, 발광면의 표면 온도가 지나치게 높아지는 경우에는, 히트싱크나 방열 핀 등을 디바이스 근방에 형성하여 반도체나 주변 부재의 열화를 억제하는 것이 바람직하다.
[5-2-5] 표면 재료
본 발명의 반도체 발광 디바이스에 이용되는 반도체 소자의 표면 재료는, Si, Al 및 Ag 중 어느 1 이상을 함유하는 것을 특징으로 한다.
반도체 소자 (칩) 의 보호층으로서의 SiNx 나 SiO2 는, 통상적으로 필수가 아니며 이들을 이용하지 않는 칩도 사용할 수 있다. 그러나, GaN 은 화학적 물리적으로 "단단한" 물질이어서 가공에 강한 에너지를 필요로 하기 때문에, 가공의 관점에서는 보호층이 있는 쪽이 좋다. 즉, SiNx 층, SiC 층, SiO2 층은 가공 공정에 있어서의 플라즈마·약품·산화적 환경으로부터의 보호층이다. 또 제품 칩에 있어서는 정전기, 불순물 금속의 마이그레이션, 땜납 부착 방지·광취출막 등의 역할도 담당하는 경우가 있다. 단, 어느 경우라도 보호층은 GaN 을 개별 칩으로 분리시키기 전의 공정에서 형성하기 때문에, 제품 칩의 측면은 반드시 보호층이 없는 면이 발생하는 것은 피할 수 없다. 즉, 통상적으로 보호층은 칩의 일부를 덮는 상태로 존재한다.
또한 본 발명에 있어서,「칩」이라는 표현은 보호층도 포함하고 있어 전체면이 보호층으로 덮여 있어도 된다. 실제로는 전극 취출면이나 측면 부분은 보호층이 없는 상태로 되어 있다. 상기 보호층의 막 두께는 미세 가공의 정밀도를 확보하기 위해, 통상적으로 칩 본체나 기판의 GaN 층의 두께와 비교하여 충분히 작다. 즉, 상기 보호층의 막 두께는, 통상적으로 1000㎚ 이하, 바람직하게는 500㎚ 이하이다. 또, 통상적으로 1㎚ 이상, 바람직하게는 10㎚ 이상이다. 막 두께가 지나치게 얇으면 보호 효과가 불충분해질 가능성이 있다. 지나치게 두꺼우면 미세 가공에 지장이 발생할 가능성이 있다.
Al 및 Ag 는 불투명하여 LED 칩 상에서 보호층이 되는 예는 적지만, Al 은 사파이어 (Al2O3) 로서 칩의 GaN 발광층 형성용 기판 (절연성) 에 사용된다.
본 발명의 반도체 발광 디바이스에 이용되는 반도체 소자의 표면 재료에 함유되는 Si, Al 및 Ag 의 함유량은, 통상적으로 40 중량％ 이상, 바람직하게는 50 중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 60 중량％ 이상이며, 통상적으로 100 중량％ 이하, 바람직하게는 90 중량％ 이하, 더욱 바람직하게는 80 중량％ 이하이다. 반도체 소자 발광면의 표면에 두께 수 백 ㎚ 의 SiNx 나 SiO2 등 박막 형상의 보호층이 존재하는 경우, 이 보호층의 재질을 표면 조성으로 한다. 상기 함유량이 지나치게 적으면, 여러 가지의 표면 처리 등의 효과가 충분히 발현되지 않는다. 또, 지나치게 많으면 불투명층이 되어 발광 출력에 악영향을 미치거나 목적으로 하는 세라믹스 조성으로부터 일탈되거나 한다.
[5-2-6] 칩 표면 형상 및 칩 형상
칩의 표면 형상은 평활, 조면 중 어느 하나이어도 되는데, 불필요한 난반사를 발생시키지 않아 광취출 효율에 악영향을 미치지 않는 것이 바람직하다. 평활한 경우에는 칩 전체의 형상이 발광면으로부터 방사되는 광에 대하여 칩 내로의 전체 반사를 방지하도록 가공된 것이 바람직하다. 조면인 경우에는 바람직하게는 발광 파장 이하, 더욱 바람직하게는 발광 파장의 1/4 이하의 주기로 광취출에 적합한 미세 구조를 형성한 것이 높은 광취출 효율이 얻어지기 때문에 바람직하다. 조면의 경우에는 Si 를 함유하는 보호층을 넓게 형성하는 (남기는) 것이 가공상 어렵지만 이것을 형성한 경우에는 접촉 면적이 커지기 때문에 접착력이 향상되는 이점이 있다. 또, SiC 기판이나, 사파이어 기판을 갖는 반도체 소자에 있어서, 기판 상에 조면을 형성하여 플립 칩을 실장한 경우, Si, Al 을 함유하는 표면이 후술하는 봉지재와 접하고 있을수록 밀착성이 높아지기 때문에 바람직하다. 또, 상기 평활, 조면 중 어느 경우에 있어서도 본 발명의 반도체 발광 디바이스에 있어서는 Si 를 함유하는 표면층이 존재하는 것이 본 발명의 봉지재와의 접착성을 향상시키기 때문에 필수이며, 칩의 전체 표면적 (땜납이나 은 페이스트에 의한 접착면을 제외한다) 에 대한 Si 를 함유하는 층의 표면적 비율이 5％ 이상, 90％ 이하인 것이 바람직하다. 칩 그 자체의 형상은 웨이퍼 커팅에 있어서의 로스 저감을 위해, 통상적으로 직사각형 또는 정사각형이다.
[5-2-7] 칩 기판
기판은 SiC, SiO2, 사파이어, GaN, AlN 등 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다. 그 중에서도 Si 를 함유하는 SiC, SiO2, 및 Al 을 함유하는 사파이어는 본 발명의 반도체 발광 디바이스에서 사용되는 봉지재와 높은 밀착성을 갖기 때문에 바람직하다. Si, Al 을 함유하지 않는 기판을 사용하는 경우에는 칩 발광면측에 Si 를 함유하는 피복층 (SiNx, SiO2) 이 있는 것이 바람직하다.
[5-3] (C) 봉지재
본 발명의 반도체 발광 디바이스에 이용하는 (C) 봉지재 (이하, 임의로「본 발명의 봉지재」라고 하는 경우가 있다) 는, 하기 조건 (가) 내지 (다) 모두를 만족하는 것이 특징이다. 또, 필요에 따라 후술하는 그 밖의 요건을 만족하고 있어도 된다.
(가) 세라믹 또는 금속의 표면에 존재하는, 수산기, 또는 메탈록산 결합 중의 산소와 수소 결합 가능한 관능기를 갖는 것.
(나) 200℃ 에 500 시간 방치한 전후에 있어서, 파장 400㎚ 의 광에 있어서의 투과율의 유지율이 80％ 이상 110％ 이하인 것.
(다) 중심 파장 380㎚, 또한 파장 370㎚ 이상에서, 방사 강도 0.6㎾/㎡ 의 광을 72 시간 조사한 전후에 있어서, 파장 400㎚ 의 광에 대한 투과율의 유지율이 80％ 이상 110％ 이하인 것.
이하, (가) 내지 (다) 의 요건, 및 그 밖의 요건에 대하여 상세히 서술한다.
[5-3-1] (가) 관능기
본 발명의 봉지재는 세라믹 또는 금속의 표면에 존재하는 소정의 관능기 (예를 들어 수산기, 메탈록산 결합 중의 산소 등) 와 수소 결합 가능한 관능기를 갖는다. 전술한 바와 같이 (A) 패키지나 (B) 반도체 소자는, 통상적으로 표면이 세라믹 또는 금속으로 형성 또는 장식되어 있다. 또, 세라믹이나 금속의 표면에는, 통상적으로는 수산기가 존재한다. 한편, 본 발명의 봉지재는 통상적으로 당해 수산기와 수소 결합 가능한 관능기를 갖고 있다. 따라서, 상기 수소 결합에 의해, 본 발명의 봉지재는 (A) 패키지나 (B) 반도체 소자에 대한 밀착성이 우수한 것이다.
본 발명의 봉지재가 갖는, 상기 수산기에 대하여 수소 결합이 가능한 관능기로는, 예를 들어 실란올이나 알콕시기 등을 들 수 있다. 또한, 상기 관능기는 1 종이어도 되고, 2 종 이상이어도 된다.
또한, 본 발명의 봉지재가, 상기와 같이 수산기에 대하여 수소 결합이 가능한 관능기를 갖고 있는지 아닌지는, 고체 Si-NMR, 고체 1H-NMR, 적외선 흡수 스펙트럼 (IR), 라만 스펙트럼 등의 분광학적 수법에 따라 확인할 수 있다.
[5-3-2] (라) 내열성
본 발명의 봉지재는 내열성이 우수하다. 즉, 고온 조건하에 방치한 경우라도, 소정의 파장을 갖는 광에 있어서의 투과율이 잘 변동되지 않는 성질을 갖는다. 구체적으로는, 본 발명의 봉지재는, 200℃ 에 500 시간 방치한 전후에 있어서, 파장 400㎚ 의 광에 대한 투과율의 유지율이, 통상적으로 80％ 이상, 바람직하게는 90％ 이상, 보다 바람직하게는 95％ 이상이며, 또 통상적으로 110％ 이하, 바람직하게는 105％ 이하, 보다 바람직하게는 100％ 이하이다.
또한, 상기 변동비는 자외/가시 분광 광도계에 의한 투과율 측정에 의해 [1-4-3] 에서 설명한 투과도의 측정 방법과 동일하게 하여 측정할 수 있다.
[5-3-3] (하) 내 UV 성
본 발명의 봉지재는 내광성이 우수하다. 즉, UV (자외광) 를 조사한 경우라도, 소정의 파장을 갖는 광에 대한 투과율이 잘 변동되지 않는 성질을 갖는다. 구체적으로는, 본 발명의 봉지재는 중심 파장 380㎚, 또한 파장 370㎚ 이상이고, 방사 강도 0.6㎾/㎡ 의 광을 72 시간 조사한 전후에 있어서, 파장 400㎚ 의 광에 있어서의 투과율의 유지율이, 통상적으로 80％ 이상, 바람직하게는 90％ 이상, 보다 바람직하게는 95％ 이상이며, 또 통상적으로 110％ 이하, 바람직하게는 105％ 이하, 보다 바람직하게는 100％ 이하이다.
또한, 상기 변동비는 자외/가시 분광 광도계에 의한 투과율 측정에 의해 [1-4-3] 에서 설명한 투과율의 측정 방법과 동일하게 하여 측정할 수 있다.
[5-3-4] 기타 물성
본 발명의 봉지재는 상기 특성을 주된 특징으로 한다. 이와 같은 봉지재로는 무기계 재료 및/또는 유기계 재료를 사용할 수 있다.
무기계 재료로는, 예를 들어 금속 알콕시드, 세라믹 전구체 폴리머 또는 금속 알콕시드를 함유하는 용액을 졸-겔법에 따라 가수 분해 중합시켜 이루어지는 용액, 또는 이들 조합을 고화한 무기계 재료 (예를 들어 실록산 결합을 갖는 무기계 재료) 등을 들 수 있다.
유기계 재료로는, 열가소성 수지, 열경화성 수지, 광경화성 수지 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 폴리메타크릴산메틸 등의 메타크릴 수지 ; 폴리스티렌, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 등의 스티렌 수지 ; 폴리카보네이트 수지 ; 폴리에스테르 수지 ; 페녹시 수지 ; 부티랄 수지 ; 폴리비닐알코올 ; 에틸셀룰로오스, 셀룰로오스아세테이트, 셀룰로오스아세테이트부티레이트 등의 셀룰로오스계 수지 ; 에폭시 수지 ; 페놀 수지 ; 실리콘 수지 등을 들 수 있다. 종래, 반도체 발광 디바이스용 형광체 분산 재료로는, 일반적으로 에폭시 수지가 사용되어 왔는데, 특히 조명 등 대출력의 발광 장치가 필요한 경우, 내열성이나 내광성 등을 목적으로 하여 규소 함유 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
규소 함유 화합물이란 분자 중에 규소 원자를 갖는 화합물을 말하고, 폴리오르가노실록산 등의 유기 재료 (실리콘계 재료), 산화규소, 질화규소, 산질화규소 등의 무기 재료, 및 붕규산염, 포스포규산염, 알칼리규산염 등의 유리 재료를 들 수 있다. 그 중에서도, 핸들링의 용이함이나, 경화물이 응력 완화력을 갖는 점에서 실리콘계 재료가 바람직하다. 반도체 발광 디바이스용 실리콘 수지에 관해서는 예를 들어 일본 공개특허공보 평10-228249호나 일본 특허 2927279호, 일본 공개특허공보 2001-36147호 등에서 봉지재에 대한 사용, 일본 공개특허공보 2000-123981호에 있어서 파장 조정 코팅에 대한 사용이 시도되고 있다.
[5-3-4A] 실리콘계 재료
실리콘계 재료란, 통상적으로 실록산 결합을 주쇄로 하는 유기 중합체를 말하고, 예를 들어 일반 조성식으로 나타내는 화합물 및/또는 그들의 혼합물을 들 수 있다.
(R1R2R3SiO1 /2)M(R4R5SiO2 /2)D(R6SiO3 /2)T(SiO4 /2)Q
여기에서, R1 내지 R6 은 동일해도 되고 상이해도 되며, 유기 관능기, 수산기, 수소 원자로 이루어지는 군에서 선택된다. 또 M, D, T 및 Q 는 0 에서 1 미만이며, M+D＋T＋Q=1 을 만족하는 수이다.
실리콘계 재료를 반도체 소자의 봉지에 사용하는 경우, 액상의 실리콘계 재료를 사용하여 봉지한 후, 열이나 광에 의해 경화시켜 사용할 수 있다.
실리콘계 재료를 경화의 메커니즘에 의해 분류하면, 통상적으로 부가 중합 경화 타입, 축중합 경화 타입, 자외선 경화 타입, 퍼옥사이드 가황 타입 등의 실리콘계 재료를 들 수 있다. 이들 중에서는, 부가 중합 경화 타입 (부가형 실리콘 수지), 축합 경화 타입 (축합형 실리콘 수지), 자외선 경화 타입이 바람직하다. 이하, 부가형 실리콘계 재료, 및 축합형 실리콘계 재료에 대하여 설명한다.
[5-3-4A-1] 부가형 실리콘계 재료
부가형 실리콘계 재료란, 폴리오르가노실록산 사슬이 유기 부가 결합에 의해 가교된 것을 말한다. 대표적인 것으로는, 예를 들어 비닐실란과 히드로실란을 Pt 촉매 등의 부가형 촉매의 존재하에서 반응시켜 얻어지는 Si-C-C-Si 결합을 가교점에 갖는 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 시판되는 것을 사용할 수 있고, 예를 들어 부가 중합 경화 타입의 구체적 상품명으로는, 신에츠 화학 공업사 제조「LPS-1400」「LPS-2410」「LPS-3400」등을 들 수 있다.
상기 부가형 실리콘계 재료는 구체적으로는, 예를 들어 하기 평균 조성식 (1a) 로 나타내는 (A) 알케닐기 함유 오르가노폴리실록산과, 하기 평균 조성식 (2a) 로 나타내는 (B) 히드로실릴기 함유 오르가노폴리실록산을, (A) 의 총알케닐기에 대하여 (B) 의 총히드로실릴기량이 0.5 ∼ 2.0 배가 되는 양비로 혼합하여, 촉매량의 (C) 부가 반응 촉매의 존재하에서 반응시켜 얻을 수 있다.
(A) 알케닐기 함유 오르가노폴리실록산은, 하기 조성식 (1a) 로 나타나는 1 분자 중에 적어도 2 개의 규소 원자에 결합된 알케닐기를 갖는 오르가노폴리실록산이다.
RnSiO〔(4-n)/2〕 (1a)
(단, 식 (1a) 중, R 은 동일 또는 이종(異種)의 치환 또는 비치환의 1 가 탄화수소기, 알콕시기, 또는 수산기이며, n 은 1≤n＜2 를 만족하는 정수이다. 단, R 중 적어도 1 개는 알케닐기이다)
(B) 히드로실릴기 함유 폴리오르가노실록산은, 하기 조성식 (2a) 로 나타내는 1 분자 중에 적어도 2 개의 규소 원자에 결합된 수소 원자를 갖는 오르가노하이드로젠폴리실록산이다.
R'aHbSiO〔(4-a-b)/2〕 (2a)
(단, 식 (2a) 중, R' 는 알케닐기를 제외한 동일 또는 이종의 치환 또는 비치환의 1 가의 탄화수소기이며, a 및 b 는 0.7≤a≤2.1, 0.001≤b≤1.0 또한, 0.8≤a＋b≤2.6 을 만족하는 정수이다)
이하, 부가형 실리콘 수지에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
상기 식 (1a) 의 R 에 있어서, 알케닐기란 비닐기, 알릴기, 부테닐기, 펜테닐기 등의 탄소수 2 ∼ 8 의 알케닐기인 것이 바람직하다. 또, R 이 탄화수소기인 경우에는, 메틸기, 에틸기 등의 알킬기, 비닐기, 페닐기 등의 탄소수 1 ∼ 20 의 1 가 탄화수소기에서 선택되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 메틸기, 에틸기, 페닐기이다. R 은 각각은 상이해도 되는데, 내 UV 성이 요구되는 경우에는 R 의 80％ 이상은 메틸기인 것이 바람직하다. R 이 탄소수 1 ∼ 8 의 알콕시기나 수산기이어도 되는데, 알콕시기나 수산기의 함유율은 (A) 알케닐기 함유 오르가노폴리실록산의 중량의 3％ 이하인 것이 바람직하다.
상기 조성식 (1a) 에 있어서, n 은 1≤n＜2 를 만족하는 정수인데, 이 값이 2 이상이면 봉지재로서의 충분한 강도가 얻어지지 않게 되고, 1 미만이면 합성상 이 오르가노폴리실록산의 합성이 곤란해진다.
또한, (A) 알케닐기 함유 오르가노폴리실록산은 1 종만을 사용해도 되고, 2 종 이상을 임의의 조합 및 비율로 병용해도 된다.
다음으로, (B) 히드로실릴기 함유 폴리오르가노실록산은, (A) 알케닐기 함유 오르가노폴리실록산과 히드로실릴화 반응을 함으로써, 조성물을 경화시키는 가교제로서 작용하는 것이다.
조성식 (2a) 에 있어서, R' 는 알케닐기를 제외한 1 가의 탄화수소기를 나타낸다. 여기에서, R' 로는 조성식 (1a) 중의 R 과 동일한 기 (단, 알케닐기를 제외한다) 를 들 수 있다. 또, 내 UV 성이 요구되는 용도로 사용하는 경우에는 적어도 80％ 이상은 메틸기인 것이 바람직하다.
조성식 (2a) 에 있어서, a 는 통상적으로 0.7 이상, 바람직하게는 0.8 이상이며, 통상적으로 2.1 이하, 바람직하게는 2 이하의 정의 수이다. 또, b 는 통상적으로 0.001 이상, 바람직하게는 0.01 이상이며, 통상적으로 1.0 이하의 정의 수이다. 단, a＋b 는 0.8 이상, 바람직하게는 1 이상이며, 2.6 이하, 바람직하게는 2.4 이하이다.
또한, (B) 히드로실릴기 함유 폴리오르가노실록산은 1 분자 중에 적어도 2 개, 바람직하게는 3 개 이상의 SiH 결합을 갖는다.
이 (B) 히드로실릴기 함유 폴리오르가노실록산의 분자 구조는, 직쇄상, 고리형, 분기상, 3 차원 망상 구조 중 어느 하나이어도 되는데, 1 분자 중의 규소 원자의 수 (또는 중합도) 는 3 ∼ 1000, 특히 3 ∼ 300 정도의 것을 사용할 수 있다.
또한, (B) 히드로실릴기 함유 폴리오르가노실록산은 1 종만을 사용해도 되고, 2 종 이상을 임의의 조합 및 비율로 병용해도 된다.
상기 (B) 히드로실릴기 함유 폴리오르가노실록산의 배합량은, (A) 알케닐기 함유 오르가노폴리실록산의 총알케닐기량에 의존한다. 구체적으로는, (A) 알케닐기 함유 오르가노폴리실록산의 총알케닐기에 대하여, (B) 히드로실릴기 함유 폴리오르가노실록산의 총 SiH 량이, 통상적으로 0.5 몰배 이상, 바람직하게는 0.8 몰배 이상, 또 통상적으로 2.0 몰배 이하, 바람직하게는 1.5 몰배 이하가 되는 양으로 하면 된다.
(C) 부가 반응 촉매는, (A) 알케닐기 함유 오르가노폴리실록산 중의 알케닐기와 (B) 히드로실릴기 함유 폴리오르가노실록산 중의 SiH 기의 히드로실릴화 부가 반응을 촉진시키기 위한 촉매이다. 이 (C) 부가 반응 촉매로는, 예를 들어 백금 흑, 염화제2백금, 염화백금산, 염화백금산과 1 가 알코올의 반응물, 염화백금산과 올레핀류의 착물, 백금 비스아세토아세테이트 등의 백금계 촉매, 팔라듐계 촉매, 로듐계 촉매 등의 백금족 금속 촉매를 들 수 있다.
또한, (C) 부가 반응 촉매는 1 종만을 사용해도 되고, 2 종 이상을 임의의 조합 및 비율로 병용해도 된다.
이 부가 반응 촉매의 배합량은 촉매량으로 할 수 있는데, 통상적으로 백금족 금속으로서 (A) 알케닐기 함유 오르가노폴리실록산 및 (B) 히드로실릴기 함유 폴리오르가노실록산의 합계 중량에 대하여, 1ppm 이상, 특히 2ppm 이상, 또 500ppm 이하, 특히 100ppm 이하 배합하는 것이 바람직하다.
부가형 실리콘계 재료를 얻기 위한 조성물에는, 상기 (A) 알케닐기 함유 오르가노폴리실록산, (B) 히드로실릴기 함유 폴리오르가노실록산 및 (C) 부가 반응 촉매에 추가로 임의 성분으로서 경화성, 포트 라이프를 부여하기 위한 부가 반응 제어제, 경도·점도를 조절하기 위한 예를 들어 알케닐기를 갖는 직쇄상의 디오르가노폴리실록산 이외에도 직쇄상의 비반응성 오르가노폴리실록산, 규소 원자수가 2 ∼ 10 개 정도인 직쇄상 또는 고리형의 저분자 오르가노폴리실록산 등을 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 함유시켜도 된다.
상기 조성물의 경화 조건은 특별히 제한되지 않지만, 120 ∼ 180℃, 30 ∼ 180 분의 조건으로 하는 것이 바람직하다. 얻어지는 경화물이 경화 후에도 부드러운 겔상인 경우에는, 고무상이나 경질 플라스틱상의 실리콘 수지와 비교하여 선팽창 계수가 크기 때문에, 실온 부근의 저온에서 10 ∼ 30 시간 경화시킴으로써 내부 응력의 발생을 억제할 수 있다.
부가형 실리콘계 재료는 공지된 것을 사용할 수 있고, 나아가서는 금속이나 세라믹스에 대한 밀착성을 향상시키는 첨가제나 유기기를 도입해도 된다. 예를 들어 일본 특허 3909826호, 일본 특허 3910080호, 일본 공개특허공보 2003-128922호, 일본 공개특허공보 2004-221308호, 일본 공개특허공보 2004-186168호에 기재된 실리콘 재료가 바람직하다.
[5-3-4A-2] 축합형 실리콘계 재료
축합형 실리콘계 재료란, 예를 들어 알킬알콕시실란의 가수 분해·중축합에 의해 얻어지는 Si-O-Si 결합을 가교점에 갖는 화합물을 들 수 있다.
구체적으로는, 하기 일반식 (1b) 및/또는 (2b) 로 나타내는 화합물, 및/또는 그 올리고머를 가수 분해·중축합하여 얻어지는 중축합물을 들 수 있다.
Mm +XnY1 m -1 (1b)
(식 (1b) 중, M 은 규소, 알루미늄, 지르코늄, 및 티탄에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 나타내고, X 는 가수 분해성기를 나타내고, Y1 은 1 가의 유기기를 나타내고, m 은 M 의 가수를 나타내는 1 이상의 정수를 나타내며, n 은 X 기의 수를 나타내는 1 이상의 정수를 나타낸다. 단, m≥n 이다)
(Ms +XtY1 s -t-1)uY2 (2b)
(식 (2b) 중, M 은 규소, 알루미늄, 지르코늄, 및 티탄에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 나타내고, X 는 가수 분해성기를 나타내고, Y1 은 1 가의 유기기를 나타내고, Y2 는 u 가의 유기기를 나타내고, s 는 M 의 가수를 나타내는 1 이상의 정수를 나타내고, t 는 1 이상, s-1 이하의 정수를 나타내며, u 는 2 이상의 정수를 나타낸다)
또, 경화 촉매로는, 예를 들어 금속 킬레이트 화합물 등을 바람직한 것으로서 사용할 수 있다. 금속 킬레이트 화합물은 Ti, Ta, Zr, Hf, Zn, Sn 중 어느 1 이상을 함유하는 것이 바람직하고, Zr 을 함유하는 것이 더욱 바람직하다.
축합형 실리콘계 재료는 공지된 것을 사용할 수 있고, 예를 들어 일본 공개특허공보 2006-77234호, 일본 공개특허공보 2006-291018호, 일본 공개특허공보 2006-316264호, 일본 공개특허공보 2006-336010호, 일본 공개특허공보 2006-348284호, 및 국제 공개 2006/090804호 팜플렛에 기재된 반도체 발광 디바이스용 부재가 바람직하다.
그 중에서도, 본 발명의 반도체 발광 디바이스에 이용하는 봉지재로는, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 서술한 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 통상적으로 (C) 봉지재가 갖어야 할 특성을 가짐과 함께, 앞에서 설명한 우수한 특성도 갖기 때문이다.
이하, 반도체 발광 디바이스의 실시형태를 이용하여 설명한다. 또한, 이하의 각 실시형태에서는, 반도체 발광 디바이스를 적절히「발광 장치」라고 약칭한다. 또한, 반도체 발광 디바이스에 이용하는 봉지재는, 반도체 발광 디바이스용 부재라고 하고, 당해 봉지재로서 본 발명의 반도체 디바이스용 부재를 사용하고 있는 것으로 한다. 또, 어느 부위에 본 발명의 반도체 발광 디바이스용 부재를 사용할지에 대해서는, 모든 실시형태의 설명 후에 정리하여 설명한다. 단, 이들 실시형태는 어디까지나 설명의 편의를 위해서 사용하는 것으로서, 본 발명의 발광 장치 (반도체 발광 디바이스) 의 예는 이들 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
[5-4] 기본 개념
본 발명의 반도체 발광 디바이스용 부재를 사용한 반도체 발광 디바이스는, 예를 들어 이하의 A), B) 의 적용예가 있다. 본 발명의 반도체 발광 디바이스용 부재는, 어느 적용예에 있어서도 종래의 반도체 발광 디바이스용 부재와 비교하여 우수한 광내구성 및 열내구성을 나타내어, 크랙이나 박리가 잘 일어나지 않아 휘도의 저하가 적다. 따라서, 본 발명의 반도체 발광 디바이스용 부재에 의하면, 장기간에 걸쳐 신뢰성이 높은 부재를 제공할 수 있다.
A) 발광 소자의 발광색을 그대로 이용하는 반도체 발광 디바이스.
B) 발광 소자의 근방에 형광체부를 배치 형성하고, 발광 소자로부터의 광에 의해 형광체부 중의 형광체나 형광체 성분을 여기시켜, 형광을 이용하여 원하는 파장의 광을 발광하는 반도체 발광 디바이스.
A) 의 적용예에 있어서는, 본 발명의 반도체 발광 디바이스용 부재의 높은 내구성, 투명성 및 봉지재 성능을 살려, 단독 사용으로 고내구 봉지재, 광취출막, 각종 기능성 성분 유지제로서 이용할 수 있다. 특히, 본 발명의 반도체 발광 디바이스용 부재를 상기 무기 입자 등을 유지하는 기능성 성분 유지제로서 사용하여, 본 발명의 반도체 발광 디바이스용 부재에 투명 고굴절 성분을 유지시킨 경우에는, 본 발명의 반도체 발광 디바이스용 부재를 발광 소자의 출광면과 밀착시켜 사용하고, 또한 발광 소자에 가까운 굴절률로 함으로써, 발광 소자 출광면에서의 반사를 저감시켜 보다 높은 광취출 효율을 얻을 수 있게 된다.
또, B) 의 적용예에 있어서도, 본 발명의 반도체 발광 디바이스용 부재는 상기 A) 의 적용예와 동일한 우수한 성능을 발휘할 수 있고, 또한 형광체나 형광체 성분을 유지시킴으로써 고내구성이며 광취출 효율이 높은 형광체부를 형성할 수 있다. 또한, 본 발명의 반도체 발광 디바이스용 부재에, 형광체나 형광체 성분에 추가로 투명 고굴절 성분을 함께 유지시킨 경우, 본 발명의 반도체 발광 디바이스용 부재의 굴절률을 발광 소자나 형광체의 굴절률 근방으로 함으로써, 계면 반사를 저감시켜 보다 높은 광취출 효율을 얻을 수 있다.
이하에, 본 발명의 반도체 발광 디바이스용 부재를 적용한 각 실시형태의 기본 개념에 대하여, 도 50(a), 도 50(b) 를 참조하면서 설명한다. 또한, 도 50 은 각 실시형태의 기본 개념의 설명도이며, 도 50(a) 는 상기 A) 의 적용예에 대응하고, 도 50(b) 는 상기 B) 의 적용예에 대응하고 있다.
각 실시형태의 발광 장치 (반도체 발광 디바이스) (1A,1B) 는 도 50(a), 도 50(b) 에 나타내는 바와 같이 LED 칩으로 이루어지는 발광 소자 (2) 와, 발광 소자 (2) 의 근방에 배치 형성된 본 발명의 반도체 발광 디바이스용 부재 (3A,3B) 를 구비하고 있다.
단, 도 50(a) 에 나타내는 바와 같은, 상기 A) 의 적용예에 대응한 실시형태 (실시형태 A-1, A-2) 에 있어서는, 발광 장치 (1A) 는 반도체 발광 디바이스용 부재 (3A) 에 형광체나 형광체 성분을 함유하지 않는다. 이 경우, 반도체 발광 디바이스용 부재 (3A) 는 발광 소자 (2) 의 봉지, 광취출 기능, 기능성 성분 유지등의 각 기능을 발휘한다. 또한, 이하의 설명에 있어서 형광체나 형광체 성분을 함유하지 않는 반도체 발광 디바이스용 부재 (3A) 를, 적절히「투명 부재」라고 한다.
한편, 도 50(b) 에 나타내는 바와 같은, 상기 B) 의 적용예에 대응한 실시형태 (실시형태 B-1 ∼ B-41) 에 있어서는, 발광 장치 (1B) 는 반도체 발광 디바이스용 부재 (3B) 에 형광체나 형광체 성분을 함유한다. 이 경우, 반도체 발광 디바이스용 부재 (3B) 는 도 50(a) 의 반도체 발광 디바이스용 부재 (3A) 가 발휘할 수 있는 여러 기능에 추가로 파장 변환 기능도 발휘할 수 있다. 또한, 이하의 설명에 있어서 형광체나 형광체 성분을 함유하는 반도체 발광 디바이스용 부재 (3B) 를 적절히「형광체부」라고 한다. 또, 형광체부는 그 형상이나 기능 등에 따라 적절히 부호 33, 34 등으로 나타내는 경우도 있다.
발광 소자 (2) 는 예를 들어 청색광 내지 자외광을 방사하는 LED 칩에 의해 구성되는데, 이들 이외의 발광색의 LED 칩이어도 된다.
또, 투명 부재 (3A) 는 발광 소자 (2) 의 고내구성 봉지재, 광취출막, 여러 기능 부가막 등의 기능을 발휘하는 것이다. 투명 부재 (3A) 는 단독으로 사용해도 되는데, 형광체나 형광체 성분을 제외하면 본 발명의 효과를 현저히 저해하지 않는 한 임의의 첨가제를 함유시킬 수 있다.
한편, 형광체부 (3B) 는 발광 소자 (2) 의 고내구성 봉지재, 광취출막, 여러 기능 부가막등의 기능을 발휘할 수 있음과 함께, 발광 소자 (2) 로부터의 광에 의해 여기되어 원하는 파장의 광을 발광하는 파장 변환 기능을 발휘하는 것이다. 형광체부 (3B) 는 발광 소자 (2) 로부터의 광에 의해 여기되어 원하는 파장의 광을 발광하는 형광 물질을 적어도 함유하고 있으면 된다. 이와 같은 형광 물질의 예로는, 상기에 예시한 각종의 형광체를 들 수 있다. 형광체부 (3B) 의 발광색으로는, 적색 (R), 녹색 (G), 청색 (B) 의 3 원색은 물론, 형광등과 같은 백색이나 전구와 같은 황색도 가능하다. 요컨데, 형광체부 (3B) 는 여기광과는 상이한 원하는 파장의 광을 방사하는 파장 변환 기능을 갖고 있다.
도 50(a) 에 나타내는 상기 서술한 발광 장치 (1A) 에서는, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광 (4) 은 투명 부재 (3A) 를 투과하여 발광 장치 (1A) 의 외부로 방사된다. 따라서, 발광 장치 (1A) 에서는, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광 (4) 은 발광 소자 (2) 로부터 방사되었을 때의 발광색인 채 이용된다.
한편, 도 50(b) 에 나타내는 발광 장치 (1B) 에서는, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광의 일부 (4a) 는 형광체부 (3B) 를 그대로 투과하여 발광 장치 (1B) 의 외부로 방사된다. 또, 발광 장치 (1B) 에서는, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광의 다른 일부 (4b) 가 형광체부 (3B) 에 흡수되어 형광체부 (3B) 가 여기되고, 형광체부 (3B) 에 함유되는 형광체 입자, 형광 이온, 형광 염료 등의 형광 성분 특유의 파장의 광 (5) 이 발광 장치 (1B) 의 외부로 방사된다.
따라서, 발광 장치 (1B) 로부터는, 발광 소자 (2) 에서 발광하여 형광체부 (3B) 를 투과한 광 (4a) 과 형광체부 (3B) 에서 발광된 광 (5) 의 합성광 (6) 이, 파장 변환된 광으로서 방사되게 되어, 발광 소자 (2) 의 발광색과 형광체부 (3B) 의 발광색에 의해 발광 장치 (1B) 전체로서의 발광색이 정해지게 된다. 또한, 발광 소자 (2) 에서 발광되어 형광체부 (3B) 를 투과하는 광 (4a) 은 반드시 필요하지는 않다.
[5-5] 실시형태
[A. 형광을 이용하지 않는 실시형태]
〔실시형태 A-1〕
본 실시형태의 발광 장치 (1A) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이 프린트 배선 (17) 이 실시된 절연 기판 (16) 상에 발광 소자 (2) 가 표면 실장되어 있다. 이 발광 소자 (2) 는 발광층부 (21) 의 p 형 반도체층 (도시하지 않음) 및 n 형 반도체층 (도시하지 않음) 각각이, 도전 와이어 (15,15) 를 통해 프린트 배선 (17,17) 에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 도전 와이어 (15,15) 는 발광 소자 (2) 로부터 방사되는 광을 방해하지 않도록 단면적이 작은 것이 사용되고 있다.
여기에서, 발광 소자 (2) 로는 자외 ∼ 적외역까지 어떠한 파장의 광을 발하는 것을 사용해도 되는데, 여기에서는 질화갈륨계의 LED 칩을 사용하고 있는 것으로 한다. 또, 이 발광 소자 (2) 는 도 1 에 있어서의 하면측에 n 형 반도체층 (도시하지 않음), 상면측에 p 형 반도체층 (도시하지 않음) 이 형성되어 있고, p 형 반도체층 측으로부터 광출력을 취출하기 때문에 도 1 의 상방을 전방으로 하여 설명한다.
또, 절연 기판 (16) 상에는 발광 소자 (2) 를 둘러싸는 프레임 형상의 프레임재 (18) 가 고착되어 있고, 프레임재 (18) 의 내측에는 발광 소자 (2) 를 봉지·보호하는 봉지부 (19) 를 형성하고 있다. 이 봉지부 (19) 는 본 발명의 반도체 발광 디바이스용 부재인 투명 부재 (3A) 에 의해 형성된 것으로서, 상기 반도체 발광 디바이스용 부재 형성액으로 포팅을 실시함으로써 형성할 수 있다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1A) 는 발광 소자 (2) 와, 투명 부재 (3A) 를 구비하고 있기 때문에, 발광 장치 (1A) 의 광내구성, 열내구성을 향상시킬 수 있다. 또, 봉지부 (3A) 에 크랙이나 박리가 잘 일어나지 않기 때문에, 봉지부 (3A) 의 투명성을 높일 수 있게 된다.
또한, 종래에 비해 광색 불균일이나 광색 편차를 줄일 수 있음과 함께, 외부에 대한 광의 취출 효율을 높일 수 있다. 즉, 봉지부 (3A) 를 흐림이나 탁함이 없어 투명성이 높은 것으로 할 수 있기 때문에, 광색의 균일성이 우수하고, 발광 장치 (1A) 간의 광색 편차도 거의 없어, 발광 소자 (2) 의 광 외부에 대한 취출 효율을 종래에 비해 높일 수 있다. 또, 발광 물질의 내후성을 높일 수 있어, 종래에 비해 발광 장치 (1A) 의 장수명화를 도모할 수 있게 된다.
〔실시형태 A-2〕
본 실시형태의 발광 장치 (1A) 는 도 2 에 나타내는 바와 같이 발광 소자 (2) 의 전면을 투명 부재 (3A) 가 덮고 있고, 또 그 투명 부재 상에, 투명 부재 (3A) 와는 상이한 재료로 봉지부 (19) 가 형성된 것 이외에는, 상기 실시형태 A-1 과 동일하게 구성되어 있다. 또, 발광 소자 (2) 표면의 투명 부재 (3A) 는 광취출막, 봉지막으로서 기능하는 투명의 박막으로서, 예를 들어 발광 소자 (2) 의 칩 형성시에 상기 반도체 발광 디바이스용 부재 형성액을 스핀 코팅 등으로 도포함으로써 형성할 수 있다. 또한, 실시형태 A-1 과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1A) 에 있어서도, 실시형태 A-1 과 마찬가지로, 발광 소자 (2) 와 투명 부재 (3A) 를 구비하고 있기 때문에, 발광 장치 (1A) 의 광내구성, 열내구성을 향상시킬 수 있어, 봉지부 (3A) 에 크랙이나 박리가 잘 일어나지 않기 때문에 봉지부 (3A) 의 투명성을 높일 수 있게 된다.
또한, 실시형태 A-1 과 동일한 이점을 얻을 수도 있다.
[B. 형광을 이용한 실시형태]
〔실시형태 B-1〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 는 도 3(a) 에 나타내는 바와 같이 LED 칩으로 이루어지는 발광 소자 (2) 와, 투광성이 투명한 재료를 포탄형으로 성형한 몰드부 (11) 를 구비하고 있다. 몰드부 (11) 는 발광 소자 (2) 를 덮고 있고, 발광 소자 (2) 는 도전성 재료에 의해 형성된 리드 단자 (12,13) 에 전기적으로 접속되어 있다. 리드 단자 (12,13) 는 리드 프레임에 의해 형성되어 있다.
발광 소자 (2) 는 질화갈륨계의 LED 칩으로서, 도 3(a) 에 있어서의 하면측에 n 형 반도체층 (도시하지 않음), 상면측에 p 형 반도체층 (도시하지 않음) 이 형성되어 있고, p 형 반도체층 측으로부터 광출력을 취출하기 때문에 도 3(a) 및 도 3(b) 의 상방을 전방으로 하여 설명한다. 발광 소자 (2) 의 후면은 리드 단자 (13) 의 전단부에 장착된 미러 (컵부) (14) 에 대하여 다이 본드에 의해 접합되어 있다. 또, 발광 소자 (2) 는 상기 서술한 p 형 반도체층 및 n 형 반도체층 각각에 도전 와이어 (예를 들어 금 와이어) (15,15) 가 본딩에 의해 접속되고, 이 도전 와이어 (15,15) 를 통해 발광 소자 (2) 와 리드 단자 (12,13) 가 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 도전 와이어 (15,15) 는 발광 소자 (2) 로부터 방사되는 광을 방해하지 않도록 단면적이 작은 것이 사용되고 있다.
미러 (14) 는 발광 소자 (2) 의 측면 및 후면으로부터 방사된 광을 전방으로 반사하는 기능을 가지며, LED 칩으로부터 방사된 광 및 미러 (14) 에 의해 전방으로 반사된 광은, 렌즈로서 기능하는 몰드부 (11) 의 전단부를 통과하여 몰드부 (11) 로부터 전방으로 방사된다. 몰드부 (11) 는 미러 (14), 도전 와이어 (15,15), 리드 단자 (12,13) 의 일부와 함께 발광 소자 (2) 를 덮고 있어, 발광 소자 (2) 가 대기 중의 수분 등과 반응하는 것에 의한 특성의 열화가 방지되고 있다. 각 리드 단자 (12,13) 의 후단부는 각각 몰드부 (11) 의 후면으로부터 외부로 돌출되어 있다.
그런데, 발광 소자 (2) 는 도 3(b) 에 나타내는 바와 같이 질화갈륨계 반도체로 이루어지는 발광층부 (21) 가 형광체부 (3B) 상에 반도체 프로세스를 이용하여 형성되어 있고, 형광체부 (3B) 의 후면에는 반사층 (23) 이 형성되어 있다. 발광층부 (21) 로부터의 발광에 의한 광은 전방위로 방사되는데, 형광체부 (3B) 에 흡수된 일부의 광은 형광체부 (3B) 를 여기하여, 상기 형광 성분 특유의 파장의 광을 방사한다. 이 형광체부 (3B) 에서 발광된 광은 반사층 (23) 에 의해 반사되어 전방으로 방사된다. 따라서, 발광 장치 (1B) 는 발광층부 (21) 로부터 방사된 광과 형광체부 (3B) 로부터 방사된 광의 합성광이 얻어지게 된다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 는 발광 소자 (2) 와, 발광 소자 (2) 로부터의 광에 의해 여기되어 원하는 파장의 광을 발광하는 형광체부 (3B) 를 구비하여 이루어진다. 여기에서, 형광체부 (3B) 로서 투광성이 우수한 것을 이용하면, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광의 일부가 그대로 외부로 방사됨과 함께, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광의 다른 일부에 의해 발광 중심이 되는 형광 성분이 여기되어 당해 형광 성분 특유의 발광에 의한 광이 외부로 방사되기 때문에, 발광 소자 (2) 로부터 방사되는 광과 형광체부 (3B) 의 형광 성분으로부터 방사되는 광의 합성광을 얻을 수 있고, 또 종래에 비해 광색 불균일이나 광색 편차를 줄일 수가 있음과 함께, 외부에 대한 광의 취출 효율을 높일 수 있다. 즉, 형광체부 (3B) 로서 흐림이나 탁함이 없어 투명성이 높은 것을 사용하면, 광색의 균일성이 우수하고, 발광 장치 (1B) 간의 광색 편차도 거의 없어 발광 소자 (2) 의 광 외부에 대한 취출 효율을 종래에 비해 높일 수 있다. 또, 발광 물질의 내후성을 높일 수 있어 종래에 비해 발광 장치 (1B) 의 장수명화를 도모할 수 있게 된다.
또, 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는, 형광체부 (3B) 가 발광 소자 (2) 를 형성하는 기판으로 겸용되고 있기 때문에, 발광 소자 (2) 로부터의 광의 일부에 의해 형광체부 중의 발광 중심이 되는 형광체를 효율적으로 여기할 수 있어, 당해 형광 성분 특유의 발광에 의한 광의 휘도를 높일 수 있다.
〔실시형태 B-2〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 는 도 4 에 나타내는 바와 같이 프린트 배선 (17) 이 실시된 절연 기판 (16) 상에 발광 소자 (2) 가 표면 실장되어 있다. 여기에서, 발광 소자 (2) 는 실시형태 B-1 과 동일한 구성으로서, 질화갈륨계 반도체로 이루어지는 발광층부 (21) 가 형광체부 (3B) 상에 형성되고, 형광체부 (3B) 의 후면에 반사층 (23) 이 형성되어 있다. 또, 발광 소자 (2) 는 발광층부 (21) 의 p 형 반도체층 (도시하지 않음) 및 n 형 반도체층 (도시하지 않음) 각각이, 도전 와이어 (15,15) 를 통해 프린트 배선 (17,17) 에 전기적으로 접속되어 있다.
또, 절연 기판 (16) 상에는 발광 소자 (2) 를 둘러싸는 프레임 형상의 프레임재 (18) 가 고착되어 있고, 프레임재 (18) 의 내측에는 발광 소자 (2) 를 봉지·보호하는 봉지부 (19) 가 형성되어 있다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에 있어서도, 실시형태 B-1 과 마찬가지로, 발광 소자 (2) 와 발광 소자 (2) 로부터의 광에 의해 여기되어 원하는 파장의 광을 발광하는 형광체부 (3B) 를 구비하여 이루어지기 때문에, 발광 소자 (2) 로부터의 광과 형광체로부터의 광의 합성광을 얻을 수 있다. 또, 실시형태 B-1 과 마찬가지로, 종래에 비해 광색 불균일이나 광색 편차를 줄일 수 있음과 함께, 외부에 대한 광의 취출 효율을 높일 수 있어 장수명화를 도모할 수 있게 된다.
〔실시형태 B-3〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-2 와 거의 동일하고, 실시형태 B-2 에서 설명한 프레임재 (18) (도 4 참조) 를 사용하고 있지 않고, 도 5 에 나타내는 바와 같이 봉지부 (19) 의 형상이 상이하다. 또한, 실시형태 B-2 와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
본 실시형태에 있어서의 봉지부 (19) 는 발광 소자 (2) 를 봉지하는 원뿔대 상의 봉지 기능부 (19a) 와 봉지부 (19) 의 전단부에 있어서 렌즈로서 기능하는 렌즈 형상의 렌즈 기능부 (19b) 로 구성되어 있다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는 실시형태 B-2 에 비해 부품 점수를 줄일 수 있어 소형화 및 경량화를 도모할 수 있다. 게다가, 봉지부 (19) 의 일부에 렌즈로서 기능하는 렌즈 기능부 (19b) 를 형성함으로써 지향성이 우수한 배광을 얻을 수 있다.
〔실시형태 B-4〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-2 와 거의 동일하고, 도 6 에 나타내는 바와 같이 절연 기판 (16) 의 일 면 (도 6 에 있어서의 상면) 에 발광 소자 (2) 를 수납하는 오목부 (16a) 가 형성되어 있고, 오목부 (16a) 의 저부에 발광 소자 (2) 가 실장되고, 오목부 (16a) 내에 봉지부 (19) 를 형성하고 있는 점에 특징이 있다. 여기에서, 절연 기판 (16) 에 형성된 프린트 배선 (17,17) 은 오목부 (16a) 의 저부까지 연장되고, 도전 와이어 (15,15) 를 통해 발광 소자 (2) 의 질화갈륨계 반도체로 이루어지는 발광층부 (21) 에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 실시형태 B-2 와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는 봉지부 (19) 가 절연 기판 (16) 의 상면에 형성된 오목부 (16a) 를 충전시킴으로써 형성되어 있기 때문에, 실시형태 B-2 에서 설명한 프레임재 (18) (도 5 참조) 나 실시형태 B-3 에서 설명한 성형용 금형을 사용하지 않고 봉지부 (19) 를 형성할 수 있어, 실시형태 B-2, B-3 에 비해 발광 소자 (2) 의 봉지 공정을 간편하게 실시할 수 있다는 이점이 있다.
〔실시형태 B-5〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-4 와 거의 동일하고, 도 7 에 나타내는 바와 같이 발광 소자 (2) 가 절연 기판 (16) 에 소위 플립 칩 실장되어 있는 점에 특징이 있다. 즉, 발광 소자 (2) 는 발광층부 (21) 의 p 형 반도체층 (도시하지 않음) 및 n 형 반도체층 (도시하지 않음) 각각의 표면측에 도전성 재료로 이루어지는 범프 (24,24) 가 형성되어 있고, 발광층부 (21) 가 페이스 다운으로 범프 (24,24) 를 통해 절연 기판 (16) 의 프린트 배선 (17,17) 과 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 본 실시형태에 있어서의 발광 소자 (2) 는 절연 기판 (16) 에 가장 가까운 측에 발광층부 (21) 가 배치 형성되고, 절연 기판 (16) 으로부터 가장 먼 측에 반사층 (23) 이 배치 형성되어, 발광층부 (21) 와 반사층 (23) 사이에 형광체부 (3B) 가 개재되게 된다. 또한, 실시형태 B-4 와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는, 반사층 (23) 에서 도 7 에 있어서의 하방 (후방) 으로 반사된 광은, 오목부 (16a) 의 내주면에서 반사되어 동 도면에 있어서의 상방 (전방) 으로 방사된다. 여기에서, 오목부 (16a) 의 내주면으로서 프린트 배선 (17,17) 이외의 부위에는, 반사율이 높은 재료로 이루어지는 반사층을 별도로 형성하는 것이 바람직하다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는 절연 기판 (16) 에 형성된 프린트 배선 (17,17) 과 발광 소자 (2) 를 접속시키기 위해서 실시형태 B-4 와 같은 도전 와이어 (15,15) 를 필요로 하지 않기 때문에, 실시형태 B-4 에 비해 기계적 강도 및 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.
〔실시형태 B-6〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-5 와 거의 동일하고, 도 8 에 나타내는 바와 같이 실시형태 B-5 에서 설명한 반사층 (23) 을 형성하고 있지 않은 점이 상이하다. 요컨대, 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는 발광층부 (21) 에서 발광된 광 및 형광체부 (3B) 에서 발광된 광이 봉지부 (19) 를 투과하여 그대로 전방으로 방사되게 된다. 또한, 실시형태 B-5 와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는 실시형태 B-5 에 비해 부품 점수를 삭감할 수 있어 제조가 용이해진다.
〔실시형태 B-7〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-1 과 거의 동일하고, 도 9 에 나타내는 바와 같이 발광 소자 (2) 를 덮는 몰드부 (11) 를 구비하고 있고, 몰드부 (11) 를 형광체부와 일체로 형성하고 있는 점에 특징이 있다. 또한, 실시형태 B-1 과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 제조에 있어서는, 몰드부 (11) 를 형성하지 않은 제조중인 물건을 형광체부 형성액을 담아둔 성형 금형 중에 침지시키고, 형광체부 형성액 (중축합체) 을 경화시키는 방법 등에 따라 몰드부 (11) 를 형성하고 있다.
이렇게 하여, 본 실시형태에서는 몰드부 (11) 가 형광체부와 일체로 형성되어 있기 때문에, 형광체부로서 후술하는 바와 같이 본 발명의 반도체 발광 디바이스용 부재를 사용함으로써, 몰드부 (11) 의 봉지성, 투명성, 내광성, 내열성 등을 높이거나, 장기간 사용에 수반되는 크랙이나 박리를 억제하거나 할 수 있게 된다.
〔실시형태 B-8〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-1 과 거의 동일하고, 도 10 에 나타내는 바와 같이 몰드부 (11) 의 외면에 후면이 개구된 컵상의 형광체부 (3B) 가 장착되어 있는 점에 특징이 있다. 즉, 본 실시형태에서는 실시형태 B-1 과 같이 발광 소자 (2) 에 형광체부 (3B) 를 형성하는 대신에, 몰드부 (11) 의 외주를 따른 형상의 형광체부 (3B) 를 형성하고 있는 것이다. 또한, 실시형태 B-1 과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
본 실시형태에 있어서의 형광체부 (3B) 는 실시형태 B-7 에서 설명한 형광체부 형성액 (중축합체) 을 경화시키는 방법에 따라 박막으로서 형성해도 되고, 또는 미리 고체의 형광체부를 컵상으로 성형 가공한 부재를 몰드부 (11) 에 장착하도록 해도 된다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는 실시형태 B-7 의 발광 장치 (1B) 와 같이 몰드부 (11) 전체를 형광체부와 일체로 형성하는 경우에 비해, 형광체부의 재료 사용량의 삭감을 도모할 수 있어 저비용화를 도모할 수 있다.
〔실시형태 B-9〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은, 실시형태 B-2 와 거의 동일하고, 도 11 에 나타내는 바와 같이 절연 기판 (16) 의 일 면 (도 11 의 상면) 측에 있어서 발광 소자 (2) 를 둘러싸도록 배치 형성된 프레임 형상의 프레임재 (18) 를 구비하고 있고, 프레임재 (18) 의 내측 봉지부 (19) 를 실시형태 B-2 에서 설명한 형광체부 (3B) 와 동일한 형광체부에 의해 형성하고 있는 점에 특징이 있다. 또한, 실시형태 B-2 와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태에서는 봉지부 (19) 가 형광체부에 의해 형성되어 있기 때문에, 형광체부로서 후술하는 바와 같이 본 발명의 반도체 발광 디바이스용 부재를 사용함으로써, 봉지부 (19) 의 봉지성, 투명성, 내광성, 내열성 등을 높이거나, 장기간 사용에 수반되는 크랙이나 박리를 억제하거나 할 수 있게 된다.
〔실시형태 B-10〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-2 와 거의 동일하고, 도 12 에 나타내는 바와 같이 절연 기판 (16) 의 일 면 (도 12 의 상면) 측에 있어서 발광 소자 (2) 를 둘러싸도록 배치 형성된 프레임 형상의 프레임재 (18) 를 구비하고 있고, 프레임재 (18) 의 내측 봉지부 (19) 를 실시형태 B-2 에서 설명한 형광체부 (3B) 와 동일한 형광체부에 의해 형성하고 있는 점에 특징이 있다. 또한, 실시형태 B-2 와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태에서는 봉지부 (19) 가 형광체부에 의해 형성되어 있기 때문에, 형광체부로서 후술하는 바와 같이 본 발명의 반도체 발광 디바이스용 부재를 사용함으로써, 봉지부 (19) 의 봉지성, 투명성, 내광성, 내열성 등을 높이거나, 장기간 사용에 수반되는 크랙이나 박리를 억제하거나 할 수 있게 된다.
또, 본 실시형태에서는 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 후면에 형광체부 (3B) 가 형성되고, 발광 소자 (2) 를 덮는 봉지부 (19) 가 형광체부에 의해 형성되어 있기 때문에, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 전방위에 형광체부가 존재하게 되어, 형광체부의 여기, 발광을 실시형태 B-9 에 비해 보다 더욱 효율적으로 실시할 수 있다는 이점이 있다.
〔실시형태 B-11〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-2 와 거의 동일하고, 도 13 에 나타내는 바와 같이 투광성 재료로 이루어지는 봉지부 (19) 의 상면에 미리 렌즈 형상을 성형한 형광체부 (33) 를 배치 형성하고 있는 점에 특징이 있다. 여기에서, 형광체부 (33) 는 실시형태 B-2 에서 설명한 형광체부 (3B) 와 동일한 재질로 이루어지고, 발광 소자 (2) 로부터의 광에 의해 여기되어 원하는 파장의 광을 발광하는 것이다. 또한, 실시형태 B-2 와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는, 형광체부 (33) 가 파장 변환 기능뿐만 아니라 렌즈로서의 기능을 갖게 되어 렌즈 효과에 의한 발광의 지향성을 제어할 수 있다.
〔실시형태 B-12〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-2 와 거의 동일하고, 도 14 에 나타내는 바와 같이 투광성 재료로 이루어지는 봉지부 (19) 의 상면에, 미리 렌즈 형상으로 성형한 형광체부 (33) 를 배치 형성하고 있는 점에 특징이 있다. 여기에서, 형광체부 (33) 는 실시형태 B-2 에서 설명한 형광체부 (3B) 와 동일한 재질로 이루어지고, 발광 소자 (2) 로부터의 광에 의해 여기되어 원하는 파장의 광을 발광하는 것이다. 또한, 실시형태 B-2 와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는, 형광체부 (33) 가 파장 변환 기능뿐만 아니라 렌즈로서의 기능을 갖게 되어 렌즈 효과에 의한 발광의 지향성을 제어할 수 있다. 또, 본 실시형태에서는 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 후면에 형광체부 (3B) 가 형성되어 있기 때문에, 형광체부의 여기, 발광을 실시형태 B-11 에 비해 보다 더욱 효율적으로 실시할 수 있다는 이점이 있다.
〔실시형태 B-13〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-3 과 거의 동일하고, 도 15 에 나타내는 바와 같이 절연 기판 (16) 의 상면측에 있어서 발광 소자 (2) 를 덮는 봉지부 (19) 를 구비하고 있고, 봉지부 (19) 가 형광체부에 의해 형성되어 있는 점에 특징이 있다. 여기에, 봉지부 (19) 는 실시형태 B-3 과 마찬가지로, 발광 소자 (2) 를 봉지하는 원뿔대 상의 봉지 기능부 (19a) 와 봉지부 (19) 의 전단부에 있어서 렌즈로서 기능하는 렌즈 형상의 렌즈 기능부 (19b) 로 구성되어 있다. 또한, 실시형태 B-3 과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는, 봉지부 (19) 가 발광 소자 (2) 를 봉지·보호하는 기능뿐만 아니라, 발광 소자 (2) 로부터의 광을 파장 변환하는 파장 변환 기능, 발광의 지향성을 제어하는 렌즈 기능을 갖는 것이 된다. 또, 봉지부 (19) 의 내후성을 높일 수 있어 장수명화를 도모할 수 있다. 또, 본 실시형태에서는 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 후면에 형광체부 (3B) 가 형성되고, 발광 소자 (2) 를 덮는 봉지부 (19) 가 형광체부에 의해 형성되어 있기 때문에, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 전방위에 형광체부가 존재하게 되어, 형광체부의 여기, 발광을 실시형태 B-12 에 비해 보다 더욱 효율적으로 실시할 수 있다는 이점이 있다.
〔실시형태 B-14〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-3 과 거의 동일하고, 도 16 에 나타내는 바와 같이 절연 기판 (16) 의 일 면 (도 16 의 상면) 측에 있어서 발광 소자 (2) 를 덮는 봉지부 (19) 를 구비하고 있고, 봉지부 (19) 가 형광체부 (3B) 에 의해 형성되어 있는 점에 특징이 있다. 여기에, 봉지부 (19) 는 실시형태 B-3 과 마찬가지로, 발광 소자 (2) 를 봉지하는 원뿔대 상의 봉지 기능부 (19a) 와 봉지부 (19) 의 전단부에 있어서 렌즈로서 기능하는 렌즈 형상의 렌즈 기능부 (19b) 로 구성되어 있다. 또한, 실시형태 B-3 과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는, 봉지부 (19) 가 발광 소자 (2) 를 봉지·보호하는 기능뿐만 아니라, 발광 소자 (2) 로부터의 광을 파장 변환하는 파장 변환 기능, 발광의 지향성을 제어하는 렌즈 기능을 갖는 것이 된다. 또, 봉지부 (19) 의 내후성을 높일 수 있어 장수명화를 도모할 수 있다.
〔실시형태 B-15〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-3 과 거의 동일하고, 도 17 에 나타내는 바와 같이 절연 기판 (16) 의 상면측에 있어서 발광 소자 (2) 를 덮는 돔상의 형광체부 (34) 를 배치 형성하고, 형광체부 (34) 의 외면측에 투광성 수지로 이루어지는 봉지부 (19) 가 형성되어 있는 점에 특징이 있다. 여기에, 봉지부 (19) 는 실시형태 B-3 과 마찬가지로, 발광 소자 (2) 를 봉지하는 봉지 기능부 (19a) 와 봉지부 (19) 의 전단부에 있어서 렌즈로서 기능하는 렌즈 형상의 렌즈 기능부 (19b) 로 구성되어 있다. 또한, 실시형태 B-3 과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는 실시형태 B-13, B-14 에 비해 형광체부 (34) 의 재료 사용량을 저감시킬 수 있다. 또, 본 실시형태에서는 발광 소자 (2) 를 덮는 돔상의 형광체부 (34) 가 배치 형성되어 있기 때문에, 형광체부로서 후술하는 바와 같이 본 발명의 반도체 발광 디바이스용 부재를 사용함으로써, 외부로부터의 수분 등에 의한 발광 소자 (2) 의 열화를 보다 확실히 방지할 수 있어 장수명화를 도모할 수 있다.
〔실시형태 B-16〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-3 과 거의 동일하고, 도 18 에 나타내는 바와 같이 절연 기판 (16) 의 상면측에 있어서 발광 소자 (2) 를 덮는 돔상의 형광체부 (34) 를 배치 형성하고, 형광체부 (34) 의 외면측에 봉지부 (19) 가 형성되어 있는 점에 특징이 있다. 여기에, 봉지부 (19) 는 실시형태 B-3 과 마찬가지로, 발광 소자 (2) 를 봉지하는 봉지 기능부 (19a) 와 봉지부 (19) 의 전단부에 있어서 렌즈로서 기능하는 렌즈 형상의 렌즈 기능부 (19b) 로 구성되어 있다. 또한, 실시형태 B-3 과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는 실시형태 B-13, B-14 에 비해 형광체부 (34) 의 재료 사용량을 저감시킬 수 있다. 또, 본 실시형태에서는 발광 소자 (2) 를 덮는 돔상의 형광체부 (34) 가 배치 형성되어 있기 때문에, 형광체부로서 후술하는 바와 같이 본 발명의 반도체 발광 디바이스용 부재를 사용함으로써, 외부로부터의 수분 등에 의한 발광 소자 (2) 의 열화를 보다 확실히 방지할 수 있어 장수명화를 도모할 수 있다. 또, 본 실시형태에서는 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 후면에 형광체부 (3B) 가 형성되고, 발광 소자 (2) 를 덮는 봉지부 (19) 가 형광체부에 의해 형성되어 있기 때문에, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 전방위에 형광체부가 존재하게 되어, 형광체부의 여기, 발광을 실시형태 B-15 에 비해 보다 더욱 효율적으로 실시할 수 있다는 이점이 있다.
〔실시형태 B-17〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-4 와 거의 동일하고, 도 19 에 나타내는 바와 같이 절연 기판 (16) 의 일 면 (도 19 에 있어서의 상면) 에 형성한 오목부 (16a) 의 저부에 배치 형성된 발광 소자 (2) 를 봉지하는 봉지부 (19) 를 구비하고 있고, 봉지부 (19) 가 형광체부에 의해 형성되어 있는 점에 특징이 있다. 여기에서, 형광체부는 실시형태 B-1 에서 설명한 형광체부 (3B) 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 로부터의 광에 의해 여기되어 원하는 파장의 광을 발광하는 것이다. 또한, 실시형태 B-4 와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는 봉지부 (19) 가 형광체부에 의해 형성되어 있기 때문에, 형광체부로서 후술하는 바와 같이 본 발명의 반도체 발광 디바이스용 부재를 사용함으로써, 봉지부 (19) 의 봉지성, 투명성, 내광성, 내열성 등을 높이거나, 장기간 사용에 수반되는 크랙이나 박리를 억제하거나 할 수 있게 된다. 또, 본 실시형태에서는 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 후면에 형광체부 (3B) 가 형성되고, 발광 소자 (2) 를 덮는 봉지부 (19) 가 형광체부 (3B) 에 의해 형성되어 있기 때문에, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 전방위에 형광체부가 존재하게 되어, 형광체부의 여기, 발광을 실시형태 B-15 에 비해 보다 더욱 효율적으로 실시할 수 있다는 이점이 있다.
〔실시형태 B-18〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-4 와 거의 동일하고, 도 20 에 나타내는 바와 같이 절연 기판 (16) 의 일 면 (도 20 에 있어서의 상면) 에 형성한 오목부 (16a) 의 저부에 배치 형성된 발광 소자 (2) 를 봉지하는 봉지부 (19) 를 구비하고 있고, 봉지부 (19) 가 형광체부 (3B) 에 의해 형성되어 있는 점에 특징이 있다. 여기에서, 형광체부 (3B) 는 실시형태 B-1 에서 설명한 형광체부 (3B) 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 로부터의 광에 의해 여기되어 원하는 파장의 광을 발광하는 것이다. 또한, 실시형태 B-4 와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는 봉지부 (19) 가 형광체부에 의해 형성되어 있기 때문에, 형광체부 (3B) 로서 후술하는 바와 같이 본 발명의 반도체 발광 디바이스용 부재를 사용함으로써, 봉지부 (19) 의 봉지성, 투명성, 내광성, 내열성 등을 높이거나, 장기간 사용에 수반되는 크랙이나 박리를 억제하거나 할 수 있게 된다.
〔실시형태 B-19〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-4 와 거의 동일하고, 도 21 에 나타내는 바와 같이 봉지부 (19) 의 상면 (광취출면) 에 미리 렌즈 형상으로 성형한 형광체부 (33) 를 배치 형성하고 있는 점에 특징이 있다. 여기에서, 형광체부 (33) 는 실시형태 B-1 에서 설명한 형광체부 (3B) 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 로부터의 광에 의해 여기되어 원하는 파장의 광을 발광하는 것이다. 또한, 실시형태 B-4 와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는, 형광체부 (33) 가 파장 변환 기능뿐만 아니라, 렌즈로서의 기능을 갖게 되어 렌즈 효과에 의한 발광의 지향성을 제어할 수 있다.
〔실시형태 B-20〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-4 와 거의 동일하고, 도 22 에 나타내는 바와 같이 봉지부 (19) 의 상면 (광취출면) 에 미리 렌즈 형상으로 성형한 형광체부 (33) 를 배치 형성하고 있는 점에 특징이 있다. 여기에서, 형광체부 (33) 는 실시형태 B-1 에서 설명한 형광체부 (3B) 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 로부터의 광에 의해 여기되어 원하는 파장의 광을 발광하는 것이다. 또한, 실시형태 B-4 와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는, 형광체부 (33) 가 파장 변환 기능뿐만 아니라, 렌즈로서의 기능을 갖게 되어 렌즈 효과에 의한 발광의 지향성을 제어할 수 있다. 또, 본 실시형태에서는 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 후면에도 형광체부 (3B) 가 배치 형성되어 있기 때문에, 실시형태 B-19 에 비해 형광체부의 여기, 발광이 보다 더욱 효율적으로 이루어진다는 이점이 있다.
〔실시형태 B-21〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-5 와 거의 동일하고, 도 23 에 나타내는 바와 같이 절연 기판 (16) 의 일 면 (도 23 에 있어서의 상면) 에 형성한 오목부 (16a) 의 저부에 배치 형성된 발광 소자 (2) 를 봉지하는 봉지부 (19) 를 구비하고 있고, 봉지부 (19) 가 형광체부 (3B) 에 의해 형성되어 있는 점에 특징이 있다. 여기에서, 봉지부 (19) 는 미리, 도 24 에 나타내는 바와 같이 외주 형상이 오목부 (16a) 에 대응하는 형상으로서 발광 소자 (2) 에 대응하는 부위에 발광 소자 (2) 를 수납하기 위한 오목부 (19c) 를 갖는 형상으로 가공 한 것을, 발광 소자 (2) 가 실장된 절연 기판 (16) 의 오목부 (16a) 에 장착하였기 때문에 봉지 공정을 간편화할 수 있다. 또, 봉지부 (19) 를 형성하는 형광체부 (3B) 는 실시형태 B-1 에서 설명한 형광체부 (3B) 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 로부터의 광에 의해 여기되어 원하는 파장의 광을 발광하는 것이다. 또한, 실시형태 B-5 와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는, 봉지부 (19) 가 형광체부에 의해 형성되어 있기 때문에, 형광체부 (3B) 로서 후술하는 바와 같이 본 발명의 반도체 발광 디바이스용 부재를 사용함으로써, 봉지부 (19) 의 봉지성, 투명성, 내광성, 내열성 등을 높이거나, 장기간 사용에 수반되는 크랙이나 박리를 억제하거나 할 수 있게 된다. 또, 본 실시형태에서는 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 로부터 전방으로 방사된 광이 반사층 (23) 에 의해 일단, 오목부 (16a) 의 내저면측을 향해 반사되기 때문에, 오목부 (16a) 의 내저면 및 내주면에 반사층을 형성해 두면, 오목부 (16a) 의 내저면 및 내주면에서 다시 반사되어 전방으로 방사되게 되어 광로 길이를 길게 취할 수 있어, 형광체부 (3B) 에 의해 효율적으로 여기, 발광을 실시할 수 있다는 이점이 있다.
〔실시형태 B-22〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-5 와 거의 동일하고, 도 25 에 나타내는 바와 같이 절연 기판 (16) 의 일 면 (도 25 에 있어서의 상면) 에 형성한 오목부 (16a) 의 저부에 배치 형성된 발광 소자 (2) 를 봉지하는 봉지부 (19) 를 구비하고 있고, 봉지부 (19) 가 형광체부 (3B) 에 의해 형성되어 있는 점에 특징이 있다. 여기에서, 봉지부 (19) 는 미리, 도 26 에 나타내는 바와 같이 외주 형상이 오목부 (16a) 에 대응하는 형상으로서 발광 소자 (2) 에 대응하는 부위에 발광 소자 (2) 를 수납하기 위한 오목부 (19c) 를 갖는 형상으로 가공한 것을, 발광 소자 (2) 가 실장된 절연 기판 (16) 의 오목부 (16a) 에 장착였기 때문에 봉지 공정을 간편화할 수 있다. 또, 봉지부 (19) 를 형성하는 형광체부 (3B) 는 실시형태 B-1 에서 설명한 형광체부 (3B) 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 로부터의 광에 의해 여기되어 원하는 파장의 광을 발광하는 것이다. 또한, 실시형태 B-5 와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는, 봉지부 (19) 가 형광체부 (3B) 에 의해 형성되어 있기 때문에, 형광체부 (3B) 로서 후술하는 바와 같이 본 발명의 반도체 발광 디바이스용 부재를 사용함으로써, 봉지부 (19) 의 봉지성, 투명성, 내광성, 내열성 등을 높이거나, 장기간 사용에 수반되는 크랙이나 박리를 억제하거나 할 수 있게 된다.
〔실시형태 B-23〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-6 과 거의 동일하고, 도 27 에 나타내는 바와 같이 발광 소자 (2) 의 상면에, 미리 로드 형상으로 가공한 형광체부 (3B) 를 배치 형성하고 있는 점에 특징이 있다. 여기에서, 발광 소자 (2) 및 형광체부 (3B) 의 주위에는 투광성 재료로 이루어지는 봉지부 (19) 가 형성되어 있고, 형광체부 (3B) 는 일단면 (도 27 에 있어서의 하단면) 이 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 에 밀착되고 타단면 (도 27 에 있어서의 상단면) 이 노출되어 있다. 또한, 실시형태 B-6 과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는, 상기 일단면이 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 에 밀착되는 형광체부 (3B) 가 로드 형상으로 형성되어 있기 때문에, 발광층부 (21) 에서 발광된 광을 형광체부 (3B) 의 상기 일단면을 통하여 형광체부 (3B) 에 효율적으로 취입할 수 있고, 취입된 광에 의해 여기된 형광체부 (3B) 의 발광을 형광체부 (3B) 의 상기 타단면을 통하여 외부로 효율적으로 방사시킬 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는 형광체부 (3B) 를 비교적 대경의 로드 형상으로 형성하여 1 개만 사용하고 있는데, 도 28 에 나타내는 바와 같이 형광체부 (3B) 를 비교적 소경의 파이버 형상으로 형성하여 복수 개의 형광체부 (3B) 를 나열하여 배치 형성되도록 해도 된다. 또, 형광체부 (3B) 의 단면 형상은 원형에 한정되지 않아, 예를 들어 4 각형상으로 형성해도 되고, 그 밖의 형상으로 형성해도 되는 것은 물론이다.
〔실시형태 B-24〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-23 과 거의 동일하고, 도 29 에 나타내는 바와 같이 절연 기판 (16) 의 오목부 (16a) 내에 형성한 봉지부 (19) 를 구비하고, 봉지부 (19) 가 형광체부 (3B) 에 의해 형성되어 있는 점에 특징이 있다. 여기에서, 봉지부 (19) 는 미리, 도 30 에 나타내는 바와 같이 외주 형상이 오목부 (16a) 에 대응하는 형상으로서 발광 소자 (2) 에 대응하는 부위에 발광 소자 (2) 를 수납하기 위한 관통 구멍 (19d) 을 갖는 형상으로 가공한 것을, 발광 소자 (2) 가 실장된 절연 기판 (16) 의 오목부 (16a) 에 장착하였기 때문에 봉지 공정을 간편화할 수 있다. 또, 봉지부 (19) 를 형성하는 형광체부 (3B) 는 실시형태 B-1 에서 설명한 형광체부 (3B) 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 로부터의 광에 의해 여기되어 원하는 파장의 광을 발광하는 것이다. 또한, 실시형태 B-23 과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는, 봉지부 (19) 도 형광체부 (3B) 에 의해 형성되어 있기 때문에, 장수명화 및 발광의 고효율화를 도모할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는 형광체부 (3B) 를 비교적 대경의 로드 형상으로 형성하여 1 개만 사용하고 있는데, 도 31 에 나타내는 바와 같이 형광체부 (3B) 를 비교적 소경의 파이버 형상으로 형성하여 복수 개의 형광체부 (3B) 를 나열하여 배치 형성되도록 해도 된다. 또, 형광체부 (3B) 의 단면 형상은 원형에 한정하지 않아, 예를 들어 4 각형상으로 형성해도 되고, 그 밖의 형상으로 형성해도 되는 것은 물론이다.
〔실시형태 B-25〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-2 와 거의 동일하고, 도 32 에 나타내는 바와 같이 절연 기판 (16) 의 일 면 (도 32 에 있어서의 상면) 측에 배치 형성된 프레임재 (18) 를 구비하고, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 가 AlGaN 계에서 근자외광을 발광하는 것으로서, 프레임재 (18) 의 내측 봉지부 (19) 로서 사용하는 투광성 재료 중에 형광체 분말 (예를 들어 근자외광에 의해 여기되어 황색광을 발광하는 YAG : Ce3 + 형광체의 분말) 이 분산되어 있는 점에 특징이 있다. 또, 본 실시형태에서는 형광체부 (3B) 로서, 불인산염계 유리 (예를 들어 근자외광에 의해 여기되어 청색광을 발광하는 P2O5·AlF3·MgF·CaF2·SrF2·BaCl2 : Eu2 +) 를 사용하고 있다. 또한, 실시형태 B-2 와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는, 발광 소자 (2) 로부터의 광에 의해 여기되어 발광하는 형광체 분말이 봉지부 (19) 에 분산되어 있기 때문에, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광과 형광체부 (3B) 로부터 방사된 광과 형광체 분말로부터 방사된 광의 합성광으로 이루어지는 광출력이 얻어진다.
따라서, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 재료로서 근자외광을 발광하는 재료를 선택해 두면, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광에 의해 형광체부 (3B) 와 봉지부 (19) 중의 형광체 분말의 쌍방이 여기되어 각각이 고유의 발광을 나타내고, 그 합성광이 얻어지게 된다. 본 실시형태에서는 형광체부 (3B) 로부터 청색광이 방사됨과 함께 형광체 분말로부터 황색광이 방사되어, 어느 발광색과도 상이한 백색광을 얻을 수 있다.
또한, 기존의 형광체 분말이나 형광체부의 형광체 입자에서는 각각에 발광 가능한 재료가 한정되어 있고, 어느 일방만으로는 원하는 광색이 얻어지지 않는 경우가 있어, 이와 같은 경우에는 본 실시형태는 매우 유효하다. 즉, 형광체부 (3B) 만으로 원하는 광색 특성이 얻어지지 않는 경우에는, 형광체부 (3B) 에 결여되어 있는 적당한 광색 특성을 갖는 형광체 분말을 병용하여 보완함으로써 원하는 광색 특성의 발광 장치 (1B) 를 실현할 수 있다. 또, 본 실시형태에서는 형광체 분말의 발광색을 형광체부 (3B) 의 발광색과 상이하게 하였는데, 형광체 분말의 발광색을 형광체부 (3B) 의 발광색에 일치시켜 두면, 형광체부 (3B) 의 발광에 형광체 분말의 발광이 중첩되어, 광출력을 증가시킬 수 있어 발광 효율을 높일 수 있다. 여기에, 형광체부 (3B) 와 형광체 분말에서 발광색을 거의 동일색으로 하는 경우에는, 예를 들어 형광체부 (3B) 의 형광체 입자로서 적색광을 발광하는 P2O5·SrF2·BaF2 : Eu3 + 를 사용함과 함께 형광체 분말로서 적색광을 발광하는 Y2O2S : Eu3+ 를 사용하면 적색 발광의 고효율화를 도모할 수 있다. 이 형광체부 (3B) 와 형광체 분말의 조합은 일례로서 다른 조합을 채용해도 되는 것은 물론이다.
〔실시형태 B-26〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-3 과 거의 동일하고, 도 33 에 나타내는 바와 같이 절연 기판 (16) 의 일 면 (도 33 의 상면) 측에 있어서 발광 소자 (2) 를 봉지하는 봉지부 (19) 를 구비하고, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 가 AlGaN 계에서 근자외광을 발광하는 것으로서, 봉지부 (19) 로서 사용하는 투광성 재료 중에 형광체 분말 (예를 들어 근자외광에 의해 여기되어 황색광을 발광하는 YAG : Ce3 + 형광체의 분말) 이 분산되어, 봉지부 (19) 가 형광체부로서 기능하고 있는 점에 특징이 있다. 또, 본 실시형태에서는 형광체부 (3B) 의 형광체 입자로서 불인산염계 유리 (예를 들어 근자외광에 의해 여기되어 청색광을 발광하는 P2O5·AlF3·MgF·CaF2·SrF2·BaCl2 : Eu2 +) 를 사용하고 있다. 또한, 실시형태 B-3 과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는 실시형태 B-25 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 로부터의 광에 의해 여기되어 발광하는 형광체 분말이 봉지부 (19) 에 분산되어 있기 때문에, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광과 형광체부 (3B) 로부터 방사된 광과 형광체 분말로부터 방사된 광의 합성광으로 이루어지는 광출력이 얻어진다. 즉, 실시형태 B-25 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 재료로서 근자외광을 발광하는 재료를 선택해 두면, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광에 의해 형광체부 (3B) 와 봉지부 (19) 중의 형광체 분말의 쌍방이 여기되어 각각이 고유의 발광을 나타내고, 그 합성광이 얻어지게 된다. 또, 본 실시형태에 있어서도 형광체 분말의 발광색을 형광체부 (3B) 의 발광색과 상이하게 하였는데, 형광체 분말의 발광색을 형광체부 (3B) 의 발광색에 일치시켜 두면, 형광체부 (3B) 의 발광에 형광체 분말의 발광이 중첩되어, 광출력을 증가시킬 수 있어 발광 효율을 높일 수 있다.
〔실시형태 B-27〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-4 와 거의 동일하고, 도 34 에 나타내는 바와 같이 절연 기판 (16) 의 상면에 형성된 오목부 (16a) 에 충전되어 발광 소자 (2) 를 봉지하는 봉지부 (19) 를 구비하고, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 가 AlGaN 계에서 근자외광을 발광하는 것으로서, 봉지부 (19) 로서 사용하는 투광성 재료 중에 형광체 분말 (예를 들어 근자외광에 의해 여기되어 황색광을 발광하는 YAG : Ce3 + 형광체의 분말) 이 분산되어, 봉지부 (19) 가 형광체부로서 기능하고 있는 점에 특징이 있다. 또, 본 실시형태에서는 형광체부 (3B) 의 형광체 입자로서 불인산염계 유리 (예를 들어 근자외광에 의해 여기되어 청색광을 발광하는 P2O5·AlF3·MgF·CaF2·SrF2·BaCl2 : Eu2 +) 를 사용하고 있다. 또한, 실시형태 B-4 와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는 실시형태 B-25 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 로부터의 광에 의해 여기되어 발광하는 형광체 분말이 봉지부 (19) 에 분산되어 있기 때문에, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광과 형광체부 (3B) 로부터 방사된 광과 형광체 분말로부터 방사된 광의 합성광으로 이루어지는 광출력이 얻어진다. 즉, 실시형태 B-25 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 재료로서 근자외광을 발광하는 재료를 선택해 두면, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광에 의해 형광체부 (3B) 와 봉지부 (19) 중의 형광체 분말의 쌍방이 여기되어 각각이 고유의 발광을 나타내고, 그 합성광이 얻어지게 된다. 또, 본 실시형태에 있어서도 형광체 분말의 발광색을 형광체부 (3B) 의 발광색과 상이하게 하였는데, 형광체 분말의 발광색을 형광체부 (3B) 의 발광색에 일치시켜 두면, 형광체부 (3B) 의 발광에 형광체 분말의 발광이 중첩되어, 광출력을 증가시킬 수 있어 발광 효율을 높일 수 있다.
〔실시형태 B-28〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-5 와 거의 동일하고, 도 35 에 나타내는 바와 같이 절연 기판 (16) 의 일 면 (도 35 에 있어서의 상면) 에 형성된 오목부 (16a) 에 충전되어 발광 소자 (2) 를 봉지하는 봉지부 (19) 를 구비하고, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 가 AlGaN 계에서 근자외광을 발광하는 것으로서, 봉지부 (19) 로서 사용하는 투광성 재료 중에 형광체 분말 (예를 들어 근자외광에 의해 여기되어 황색광을 발광하는 YAG : Ce3 + 형광체의 분말) 이 분산되어, 봉지부 (19) 가 형광체부로서 기능하고 있는 점에 특징이 있다. 또, 본 실시형태에서는 형광체부 (3B) 의 형광체 입자로서 불인산염계 유리 (예를 들어 근자외광에 의해 여기되어 청색광을 발광하는 P2O5·AlF3·MgF·CaF2·SrF2·BaCl2 : Eu2+) 를 사용하고 있다. 또한, 실시형태 B-5 와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는 실시형태 B-25 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 로부터의 광에 의해 여기되어 발광하는 형광체 분말이 봉지부 (19) 에 분산되어 있기 때문에, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광과 형광체부 (3B) 로부터 방사된 광과 형광체 분말로부터 방사된 광의 합성광으로 이루어지는 광출력이 얻어진다. 즉, 실시형태 B-25 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 재료로서 근자외광을 발광하는 재료를 선택해 두면, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광에 의해 형광체부 (3B) 와 봉지부 (19) 중의 형광체 분말의 쌍방이 여기되어 각각이 고유의 발광을 나타내고, 그 합성광이 얻어지게 된다. 또, 본 실시형태에 있어서도 형광체 분말의 발광색을 형광체부 (3B) 의 발광색과 상이하게 하였는데, 형광체 분말의 발광색을 형광체부 (3B) 의 발광색에 일치시켜 두면, 형광체부 (3B) 의 발광에 형광체 분말의 발광이 중첩되어, 광출력을 증가시킬 수 있어 발광 효율을 높일 수 있다.
〔실시형태 B-29〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-6 과 거의 동일하고, 도 36 에 나타내는 바와 같이 절연 기판 (16) 의 일 면 (도 36 에 있어서의 상면) 에 형성된 오목부 (16a) 에 충전되어 발광 소자 (2) 를 봉지하는 봉지부 (19) 를 구비하고, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 가 AlGaN 계에서 근자외광을 발광하는 것으로서, 봉지부 (19) 로서 사용하는 투광성 재료 중에 형광체 분말 (예를 들어 근자외광에 의해 여기되어 황색광을 발광하는 YAG : Ce3 + 형광체의 분말) 이 분산되어, 봉지부 (19) 가 형광체부로서 기능하고 있는 점에 특징이 있다. 또, 본 실시형태에서는 형광체부 (3B) 의 형광체 입자로서 불인산염계 유리 (예를 들어 근자외광에 의해 여기되어 청색광을 발광하는 P2O5·AlF3·MgF·CaF2·SrF2·BaCl2 : Eu2+) 를 사용하고 있다. 또한, 실시형태 B-6 과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는 실시형태 B-25 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 로부터의 광에 의해 여기되어 발광하는 형광체 분말이 봉지부 (19) 에 분산되어 있기 때문에, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광과 형광체부 (3B) 로부터 방사된 광과 형광체 분말로부터 방사된 광의 합성광으로 이루어지는 광출력이 얻어진다. 즉, 실시형태 B-25 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 재료로서 근자외광을 발광하는 재료를 선택해 두면, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광에 의해 형광체부 (3B) 와 봉지부 (19) 중의 형광체 분말의 쌍방이 여기되어 각각이 고유의 발광을 나타내고, 그 합성광이 얻어지게 된다. 또, 본 실시형태에 있어서도 형광체 분말의 발광색을 형광체부 (3B) 의 발광색과 상이하게 하였는데, 형광체 분말의 발광색을 형광체부 (3B) 의 발광색에 일치시켜 두면, 형광체부 (3B) 의 발광에 형광체 분말의 발광이 중첩되어, 광출력을 증가시킬 수 있어 발광 효율을 높일 수 있다.
〔실시형태 B-30〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-1 과 거의 동일하고, 도 37(a), 도 37(b) 에 나타내는 바와 같이 포탄형의 몰드부 (11) 를 구비하고, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 가 AlGaN 계에서 근자외광을 발광하는 것으로서, 몰드부 (11) 로서 사용하는 투광성 재료 중에 형광체 분말 (예를 들어 근자외광에 의해 여기되어 황색광을 발광하는 YAG : Ce3 + 형광체의 분말) 이 분산되어, 몰드부 (11) 가 형광체부로서 기능하고 있는 점에 특징이 있다. 또, 본 실시형태에서는 형광체부 (3B) 의 형광체 입자로서 불인산염계 유리 (예를 들어 근자외광에 의해 여기되어 청색광을 발광하는 P2O5·AlF3·MgF·CaF2·SrF2·BaCl2 : Eu2 +) 를 사용하고 있다. 또한, 실시형태 B-1 과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는 실시형태 B-25 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 로부터의 광에 의해 여기되어 발광하는 형광체 분말이 몰드부 (11) 에 분산되어 있기 때문에, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광과 형광체부 (3B) 로부터 방사된 광과 형광체 분말로부터 방사된 광의 합성광으로 이루어지는 광출력이 얻어진다. 즉, 실시형태 B-25 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 재료로서 근자외광을 발광하는 재료를 선택해 두면, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광에 의해 형광체부 (3B) 와 몰드부 (11) 중의 형광체 분말의 쌍방이 여기되어 각각이 고유의 발광을 나타내고, 그 합성광이 얻어지게 된다. 또, 본 실시형태에 있어서도 형광체 분말의 발광색을 형광체부 (3B) 의 발광색과 상이하게 하였는데, 형광체 분말의 발광색을 형광체부 (3B) 의 발광색에 일치시켜 두면, 형광체부 (3B) 의 발광에 형광체 분말의 발광이 중첩되어, 광출력을 증가시킬 수 있어 발광 효율을 높일 수 있다.
〔실시형태 B-31〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-8 과 거의 동일하고, 도 38 에 나타내는 바와 같이 포탄형의 몰드부 (11) 를 구비하고, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) (도 38 에서는 도시를 생략하였다) 가 AlGaN 계에서 근자외광을 발광하는 것으로서, 몰드부 (11) 로서 사용하는 투광성 재료 중에 형광체 분말 (예를 들어 근자외광에 의해 여기되어 황색광을 발광하는 YAG : Ce3 + 형광체의 분말) 이 분산되어, 몰드부 (11) 가 형광체부로서 기능하고 있는 점에 특징이 있다. 또, 본 실시형태에서는 형광체부 (3B) 의 형광체 입자로서 불인산염계 유리 (예를 들어 근자외광에 의해 여기되어 청색광을 발광하는 P2O5·AlF3·MgF·CaF2·SrF2·BaCl2 : Eu2 +) 를 사용하고 있다. 또한, 실시형태 B-8 과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는 실시형태 B-25 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 로부터의 광에 의해 여기되어 발광하는 형광체 분말이 몰드부 (11) 에 분산되어 있기 때문에, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광과 형광체부 (3B) 로부터 방사된 광과 형광체 분말로부터 방사된 광의 합성광으로 이루어지는 광출력이 얻어진다. 즉, 실시형태 B-25 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 재료로서 근자외광을 발광하는 재료를 선택해 두면, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광에 의해 형광체부 (3B) 와 몰드부 (11) 중의 형광체 분말의 쌍방이 여기되어 각각이 고유의 발광을 나타내고, 그 합성광이 얻어지게 된다. 또, 본 실시형태에 있어서도 형광체 분말의 발광색을 형광체부 (3B) 의 발광색과 상이하게 하였는데, 형광체 분말의 발광색을 형광체부 (3B) 의 발광색에 일치시켜 두면, 형광체부 (3B) 의 발광에 형광체 분말의 발광이 중첩되어, 광출력을 증가시킬 수 있어 발광 효율을 높일 수 있다.
〔실시형태 B-32〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-11 과 거의 동일하고, 도 39 에 나타내는 바와 같이 절연 기판 (16) 의 일 면 (도 39의 상면) 측에 있어서 발광 소자 (2) 를 봉지하는 봉지부 (19) 를 구비하고, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 가 AlGaN 계에서 근자외광을 발광하는 것으로서, 봉지부 (19) 로서 사용하는 투광성 재료 중에 형광체 분말 (예를 들어 근자외광에 의해 여기되어 황색광을 발광하는 YAG : Ce3 + 형광체의 분말) 이 분산되어, 봉지부 (19) 가 형광체부로서 기능하고 있는 점에 특징이 있다. 또, 본 실시형태에서는 형광체부 (33) 의 형광체 입자로서 불인산염계 유리 (예를 들어 근자외광에 의해 여기되어 청색광을 발광하는 P2O5·AlF3·MgF·CaF2·SrF2·BaCl2 : Eu2 +) 를 사용하고 있다. 또한, 실시형태 B-11 과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는 실시형태 B-25 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 로부터의 광에 의해 여기되어 발광하는 형광체 분말이 봉지부 (19) 에 분산되어 있기 때문에, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광과 형광체부 (33) 으로부터 방사된 광과 형광체 분말로부터 방사된 광의 합성광으로 이루어지는 광출력이 얻어진다. 즉, 실시형태 B-25 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 재료로서 근자외광을 발광하는 재료를 선택해 두면, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광에 의해 형광체부 (33) 와 봉지부 (19) 중의 형광체 분말의 쌍방이 여기되어 각각이 고유의 발광을 나타내고, 그 합성광이 얻어지게 된다. 또, 본 실시형태에 있어서도 형광체 분말의 발광색을 형광체부 (33) 의 발광색과 상이하게 하였는데, 형광체 분말의 발광색을 형광체부 (33) 의 발광색에 일치시켜 두면, 형광체부 (33) 의 발광에 형광체 분말의 발광이 중첩되어, 광출력을 증가시킬 수 있어 발광 효율을 높일 수 있다.
〔실시형태 B-33〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-15 와 거의 동일하고, 도 40 에 나타내는 바와 같이 절연 기판 (16) 의 일 면 (도 40 의 상면) 측에 있어서 발광 소자 (2) 를 봉지하는 봉지부 (19) 를 구비하고, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 가 AlGaN 계에서 근자외광을 발광하는 것으로서, 봉지부 (19) 로서 사용하는 투광성 재료 중에 형광체 분말 (예를 들어 근자외광에 의해 여기되어 황색광을 발광하는 YAG : Ce3 + 형광체의 분말) 이 분산되어, 봉지부 (19) 가 형광체부로서 기능하고 있는 점에 특징이 있다. 또, 본 실시형태에서는 형광체부 (34) 의 형광체 입자로서 불인산염계 유리 (예를 들어 근자외광에 의해 여기되어 청색광을 발광하는 P2O5·AlF3·MgF·CaF2·SrF2·BaCl2 : Eu2 +) 를 사용하고 있다. 또한, 실시형태 B-15 와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는 실시형태 B-25 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 로부터의 광에 의해 여기되어 발광하는 형광체 분말이 봉지부 (19) 에 분산되어 있기 때문에, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광과 형광체부 (34) 로부터 방사된 광과 형광체 분말로부터 방사된 광의 합성광으로 이루어지는 광출력이 얻어진다. 즉, 실시형태 B-25 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 재료로서 근자외광을 발광하는 재료를 선택해 두면, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광에 의해 형광체부 (34) 와 봉지부 (19) 중의 형광체 분말의 쌍방이 여기되어 각각이 고유의 발광을 나타내고, 그 합성광이 얻어지게 된다. 또, 본 실시형태에 있어서도 형광체 분말의 발광색을 형광체부 (34) 의 발광색과 상이하게 하였는데, 형광체 분말의 발광색을 형광체부 (34) 의 발광색에 일치시켜 두면, 형광체부 (34) 의 발광에 형광체 분말의 발광이 중첩되어, 광출력을 증가시킬 수 있어 발광 효율을 높일 수 있다.
〔실시형태 B-34〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-19 와 거의 동일하고, 도 41 에 나타내는 바와 같이 절연 기판 (16) 의 일 면 (도 41 에 있어서의 상면) 에 형성된 오목부 (16a) 에 충전되어 발광 소자 (2) 를 봉지하는 봉지부 (19) 를 구비하고, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 가 AlGaN 계에서 근자외광을 발광하는 것으로서, 봉지부 (19) 로서 사용하는 투광성 재료 중에 형광체 분말 (예를 들어 근자외광에 의해 여기되어 황색광을 발광하는 YAG : Ce3 + 형광체의 분말) 이 분산되어, 봉지부 (19) 가 형광체부로서 기능하고 있는 점에 특징이 있다. 또, 본 실시형태에서는 형광체부 (33) 의 형광체 입자로서 불인산염계 유리 (예를 들어 근자외광에 의해 여기되어 청색광을 발광하는 P2O5·AlF3·MgF·CaF2·SrF2·BaCl2 : Eu2 +) 를 사용하고 있다. 또한, 실시형태 B-19 와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는 실시형태 B-25 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 로부터의 광에 의해 여기되어 발광하는 형광체 분말이 봉지부 (19) 에 분산되어 있기 때문에, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광과 형광체부 (33) 로부터 방사된 광과 형광체 분말로부터 방사된 광의 합성광으로 이루어지는 광출력이 얻어진다. 즉, 실시형태 B-25 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 재료로서 근자외광을 발광하는 재료를 선택해 두면, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광에 의해 형광체부 (33) 와 봉지부 (19) 중의 형광체 분말의 쌍방이 여기되어 각각이 고유의 발광을 나타내고, 그 합성광이 얻어지게 된다. 또, 본 실시형태에 있어서도 형광체 분말의 발광색을 형광체부 (33) 의 발광색과 상이하게 하였는데, 형광체 분말의 발광색을 형광체부 (33) 의 발광색에 일치시켜 두면, 형광체부 (33) 의 발광에 형광체 분말의 발광이 중첩되어, 광출력을 증가시킬 수 있어 발광 효율을 높일 수 있다.
〔실시형태 B-35〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-12, B-22 와 거의 동일하고, 도 42 에 나타내는 바와 같이 절연 기판 (16) 의 일 면 (도 42 에 있어서의 상면) 에 형성된 오목부 (16a) 에 충전되어 발광 소자 (2) 를 봉지하는 봉지부 (19) 를 구비하고, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 가 AlGaN 계에서 근자외광을 발광하는 것으로서, 봉지부 (19) 로서 사용하는 투광성 재료 중에 형광체 분말 (예를 들어 근자외광에 의해 여기되어 황색광을 발광하는 YAG : Ce3 + 형광체의 분말) 이 분산되어, 봉지부 (19) 가 형광체부로서 기능하고 있는 점에 특징이 있다. 또, 본 실시형태에서는 형광체부 (33) 의 형광체 입자로서 불인산염계 유리 (예를 들어 근자외광에 의해 여기되어 청색광을 발광하는 P2O5·AlF3·MgF·CaF2·SrF2·BaCl2 : Eu2 +) 를 사용하고 있다. 또한, 실시형태 B-12, B-22 와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는 실시형태 B-25 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 로부터의 광에 의해 여기되어 발광하는 형광체 분말이 봉지부 (19) 에 분산되어 있기 때문에, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광과 형광체부 (3B) 로부터 방사된 광과 형광체 분말로부터 방사된 광의 합성광으로 이루어지는 광출력이 얻어진다. 즉, 실시형태 B-25 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 재료로서 근자외광을 발광하는 재료를 선택해 두면, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광에 의해 형광체부 (33) 와 봉지부 (19) 중의 형광체 분말의 쌍방이 여기되어 각각이 고유의 발광을 나타내고, 그 합성광이 얻어지게 된다. 또, 본 실시형태에 있어서도 형광체 분말의 발광색을 형광체부 (33) 의 발광색과 상이하게 하였는데, 형광체 분말의 발광색을 형광체부 (33) 의 발광색에 일치시켜 두면, 형광체부 (33) 의 발광에 형광체 분말의 발광이 중첩되어, 광출력을 증가시킬 수 있어 발광 효율을 높일 수 있다.
〔실시형태 B-36〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-12 와 거의 동일하고, 도 43 에 나타내는 바와 같이 절연 기판 (16) 의 상면측에 있어서 발광 소자 (2) 를 봉지하는 봉지부 (19) 를 구비하고, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 가 AlGaN 계에서 근자외광을 발광하는 것으로서, 봉지부 (19) 로서 사용하는 투광성 재료 중에 형광체 분말 (예를 들어 근자외광에 의해 여기되어 황색광을 발광하는 YAG : Ce3 + 형광체의 분말) 이 분산되어, 봉지부 (19) 가 형광체부로서 기능하고 있는 점에 특징이 있다. 또, 본 실시형태에서는 형광체부 (3B) 의 형광체 입자로서 불인산염계 유리 (예를 들어 근자외광에 의해 여기되어 청색광을 발광하는 P2O5·AlF3·MgF·CaF2·SrF2·BaCl2 : Eu2 +) 를 사용하고 있다. 또한, 실시형태 B-12 와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는 실시형태 B-25 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 로부터의 광에 의해 여기되어 발광하는 형광체 분말이 봉지부 (19) 에 분산되어 있기 때문에, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광과 형광체부 (3B) 로부터 방사된 광과 형광체 분말로부터 방사된 광의 합성광으로 이루어지는 광출력이 얻어진다. 즉, 실시형태 B-25 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 재료로서 근자외광을 발광하는 재료를 선택해 두면, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광에 의해 형광체부 (3B) 와 봉지부 (19) 중의 형광체 분말의 쌍방이 여기되어 각각이 고유의 발광을 나타내고, 그 합성광이 얻어지게 된다. 또, 본 실시형태에 있어서도 형광체 분말의 발광색을 형광체부 (3B) 의 발광색과 상이하게 하였는데, 형광체 분말의 발광색을 형광체부 (3B) 의 발광색에 일치시켜 두면, 형광체부 (3B) 의 발광에 형광체 분말의 발광이 중첩되어, 광출력을 증가시킬 수 있어 발광 효율을 높일 수 있다.
〔실시형태 B-37〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-16 과 거의 동일하고, 도 44 에 나타내는 바와 같이 절연 기판 (16) 의 일 면 (도 44 의 상면) 측에 있어서 발광 소자 (2) 를 봉지하는 봉지부 (19) 를 구비하고, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 가 AlGaN 계에서 근자외광을 발광하는 것으로서, 봉지부 (19) 로서 사용하는 투광성 재료 중에 형광체 분말 (예를 들어 근자외광에 의해 여기되어 황색광을 발광하는 YAG : Ce3 + 형광체의 분말) 이 분산되어, 봉지부 (19) 가 형광체부로서 기능하고 있는 점에 특징이 있다. 또, 본 실시형태에서는 형광체부 (34) 의 형광체 입자로서 불인산염계 유리 (예를 들어 근자외광에 의해 여기되어 청색광을 발광하는 P2O5·AlF3·MgF·CaF2·SrF2·BaCl2 : Eu2 +) 를 사용하고 있다. 또한, 실시형태 B-16 과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는 실시형태 B-25 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 로부터의 광에 의해 여기되어 발광하는 형광체 분말이 봉지부 (19) 에 분산되어 있기 때문에, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광과 형광체부 (34) 로부터 방사된 광과 형광체 분말로부터 방사된 광의 합성광으로 이루어지는 광출력이 얻어진다. 즉, 실시형태 B-25 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 재료로서 근자외광을 발광하는 재료를 선택해 두면, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광에 의해 형광체부 (34) 와 봉지부 (19) 중의 형광체 분말의 쌍방이 여기되어 각각이 고유의 발광을 나타내고, 그 합성광이 얻어지게 된다. 또, 본 실시형태에 있어서도 형광체 분말의 발광색을 형광체부 (34) 의 발광색과 상이하게 하였는데, 형광체 분말의 발광색을 형광체부 (34) 의 발광색에 일치시켜 두면, 형광체부 (34) 의 발광에 형광체 분말의 발광이 중첩되어, 광출력을 증가시킬 수 있어 발광 효율을 높일 수 있다.
〔실시형태 B-38〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-20 과 거의 동일하고, 도 45 에 나타내는 바와 같이 절연 기판 (16) 의 일 면 (도 45 에 있어서의 상면) 에 형성된 오목부 (16a) 에 충전되어 발광 소자 (2) 를 봉지하는 봉지부 (19) 를 구비하고, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 가 AlGaN 계에서 근자외광을 발광하는 것으로서, 봉지부 (19) 로서 사용하는 투광성 재료 중에 형광체 분말 (예를 들어 근자외광에 의해 여기되어 황색광을 발광하는 YAG : Ce3 + 형광체의 분말) 이 분산되어, 봉지부 (19) 가 형광체부로서 기능하고 있는 점에 특징이 있다. 또, 본 실시형태에서는 형광체부 (3B) 의 형광체 입자로서 불인산염계 유리 (예를 들어 근자외광에 의해 여기되어 청색광을 발광하는 P2O5·AlF3·MgF·CaF2·SrF2·BaCl2 : Eu2 +) 를 사용하고 있다. 또한, 실시형태 B-20 과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는 실시형태 B-25 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 로부터의 광에 의해 여기되어 발광하는 형광체 분말이 봉지부 (19) 에 분산되어 있기 때문에, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광과 형광체부 (3B) 로부터 방사된 광과 형광체 분말로부터 방사된 광의 합성광으로 이루어지는 광출력이 얻어진다. 즉, 실시형태 B-25 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 재료로서 근자외광을 발광하는 재료를 선택해 두면, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광에 의해 형광체부 (3B) 와 봉지부 (19) 중의 형광체 분말의 쌍방이 여기되어 각각이 고유의 발광을 나타내고, 그 합성광이 얻어지게 된다. 또, 본 실시형태에 있어서도 형광체 분말의 발광색을 형광체부 (3B) 의 발광색과 상이하게 하였는데, 형광체 분말의 발광색을 형광체부 (3B) 의 발광색에 일치시켜 두면, 형광체부 (3B) 의 발광에 형광체 분말의 발광이 중첩되어, 광출력을 증가시킬 수 있어 발광 효율을 높일 수 있다.
〔실시형태 B-39〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-5, B-12 와 거의 동일하고, 도 46 에 나타내는 바와 같이 절연 기판 (16) 의 일 면 (도 46 에 있어서의 상면) 에 형성된 오목부 (16a) 에 충전되어 발광 소자 (2) 를 봉지하는 봉지부 (19) 를 구비하고, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 가 AlGaN 계에서 근자외광을 발광하는 것으로서, 봉지부 (19) 로서 사용하는 투광성 재료 중에 형광체 분말 (예를 들어 근자외광에 의해 여기되어 황색광을 발광하는 YAG : Ce3 + 형광체의 분말) 이 분산되어, 봉지부 (19) 가 형광체부로서 기능하고 있는 점에 특징이 있다. 또, 본 실시형태에서는 형광체부 (3B) 의 형광체 입자로서 불인산염계 유리 (예를 들어 근자외광에 의해 여기되어 청색광을 발광하는 P2O5·AlF3·MgF·CaF2·SrF2·BaCl2 : Eu2 +) 를 사용하고 있다. 또한, 실시형태 B-5, B-12 와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는 실시형태 B-25 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 로부터의 광에 의해 여기되어 발광하는 형광체 분말이 봉지부 (19) 에 분산되어 있기 때문에, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광과 형광체부 (3B) 로부터 방사된 광과 형광체 분말로부터 방사된 광의 합성광으로 이루어지는 광출력이 얻어진다. 즉, 실시형태 B-25 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 재료로서 근자외광을 발광하는 재료를 선택해 두면, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광에 의해 형광체부 (3B) 와 봉지부 (19) 중의 형광체 분말의 쌍방이 여기되어 각각이 고유의 발광을 나타내고, 그 합성광이 얻어지게 된다. 또, 본 실시형태에 있어서도 형광체 분말의 발광색을 형광체부 (3B) 의 발광색과 상이하게 하였는데, 형광체 분말의 발광색을 형광체부 (3B) 의 발광색에 일치시켜 두면, 형광체부 (3B) 의 발광에 형광체 분말의 발광이 중첩되어, 광출력을 증가시킬 수 있어 발광 효율을 높일 수 있다.
〔실시형태 B-40〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-20, B-21 과 거의 동일하고, 도 47 에 나타내는 바와 같이 절연 기판 (16) 의 일 면 (도 47 에 있어서의 상면) 에 형성된 오목부 (16a) 에 충전되어 발광 소자 (2) 를 봉지하는 봉지부 (19) 를 구비하고, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 가 AlGaN 계에서 근자외광을 발광하는 것으로서, 봉지부 (19) 로서 사용하는 투광성 재료 중에 형광체 분말 (예를 들어 근자외광에 의해 여기되어 황색광을 발광하는 YAG : Ce3 + 형광체의 분말) 이 분산되어, 봉지부 (19) 가 형광체부로서 기능하고 있는 점에 특징이 있다. 또, 본 실시형태에서는 형광체부 (3B) 의 형광체 입자로서 불인산염계 유리 (예를 들어 근자외광에 의해 여기되어 청색광을 발광하는 P2O5·AlF3·MgF·CaF2·SrF2·BaCl2 : Eu2 +) 를 사용하고 있다. 또한, 실시형태 B-20, B-21 과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이렇게 하여 본 실시형태의 발광 장치 (1B) 에서는 실시형태 B-25 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 로부터의 광에 의해 여기되어 발광하는 형광체 분말이 봉지부 (19) 에 분산되어 있기 때문에, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광과 형광체부 (3B) 로부터 방사된 광과 형광체 분말로부터 방사된 광의 합성광으로 이루어지는 광출력이 얻어진다. 즉, 실시형태 B-25 와 마찬가지로, 발광 소자 (2) 의 발광층부 (21) 재료로서 근자외광을 발광하는 재료를 선택해 두면, 발광 소자 (2) 로부터 방사된 광에 의해 형광체부 (3B) 와 봉지부 (19) 중의 형광체 분말의 쌍방이 여기되어 각각이 고유의 발광을 나타내고, 그 합성광이 얻어지게 된다. 또, 본 실시형태에 있어서도 형광체 분말의 발광색을 형광체부 (3B) 의 발광색과 상이하게 하였는데, 형광체 분말의 발광색을 형광체부 (3B) 의 발광색에 일치시켜 두면, 형광체부 (3B) 의 발광에 형광체 분말의 발광이 중첩되어, 광출력을 증가시킬 수 있어 발광 효율을 높일 수 있다.
〔실시형태 B-41〕
본 실시형태의 발광 장치 (1B) 의 기본 구성은 실시형태 B-2 와 거의 동일하고, 도 48 에 나타내는 바와 같이 절연 기판 (16) 의 일 면 (도 48 의 상면) 측에 있어서 발광 소자 (2) 를 둘러싸도록 배치 형성된 프레임 형상의 프레임재 (18) 를 구비하고 있고, 프레임재 (18) 의 내측 봉지부 (19) 를 실시형태 B-2 에서 설명한 형광체부 (3B) 와 동일한 형광체부에 의해 형성하고 있는 점에 특징이 있다. 여기에, 발광 소자 (2) 와 봉지부 (19) 의 상면측은, 유리나 고기밀 수지로 이루어지는 투명 덮개체 (36) 에 의해 외계의 산소나 수분으로부터 차단되어 있다. 또한, 실시형태 B-2 와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다. 덮개체 (36) 와 봉지부 (19) 는 직접 접하고 있어도 되고 공극을 갖고 있어도 되는데, 공극이 없는 쪽이 광취출 효율이 높고 휘도가 높은 반도체 발광 디바이스를 얻을 수 있다. 공극을 갖는 경우, 진공 봉지이나 불활성 가스 봉입으로 하는 것이 바람직하다.
이렇게 하여 본 실시형태에서는 봉지부 (19) 가 형광체부에 의해 형성되어 있기 때문에, 형광체부로서 후술하는 바와 같이 본 발명의 반도체 발광 디바이스용 부재를 사용함으로써, 봉지부 (19) 의 봉지성, 투명성, 내광성, 내열성을 높이거나, 장시간 사용에 수반되는 크랙이나 박리를 억제하거나 할 수 있게 된다.
또, 본 실시형태에서는 수분이나 산소 등 형광체·봉지 수지의 열화를 촉진시키는 외계 인자의 침입이나, 열·광에 의한 봉지 수지 분해 가스의 휘발이 덮개체 (36) 에 의해 억제되기 때문에, 이들로부터 기인되는 휘도 저하나 봉지부 수축 박리를 저감시킬 수 있다는 이점이 있다.
그런데, 상기 각 실시형태에서는 형광체부 (3B) 를 원하는 형상으로 가공하거나 졸 겔법으로 형성하거나 하고 있는데, 도 49 에 나타내는 바와 같이 형광체부 (3B) 를 직경이 가시 파장보다 약간 큰 구상으로 형성하여 다수의 형광체부 (3B) 를 투광성 재료로 이루어지는 고체 매질 (35) 중에 분산시켜 상기 각 실시형태에 있어서의 형광체부 대신에 사용하도록 하면, 가시 파장역에서의 형광체부의 투명성을 유지하면서도 형광체부의 재료 사용량의 저감화를 도모할 수 있어 저비용화를 도모할 수 있다.
또, 상기 각 실시형태의 발광 장치 (1B) 는 1 개의 발광 소자 (2) 밖에 구비하고 있지 않은데, 복수 개의 발광 소자 (2) 에 의해 1 단위의 모듈을 구성하고, 모듈의 적어도 일부에 발광 물질로서의 형광체부를 근접시켜 배치 형성되도록 해도 되는 것은 물론이다. 또한, 예를 들어 실시형태 B-1 에서 설명한 바와 같은 포탄형의 몰드부 (11) 를 구비하는 발광 장치의 경우에는 복수 개의 발광 장치를 동일 프린트 기판에 실장하여 1 단위의 모듈을 구성하도록 해도 된다. 또, 예를 들어 실시형태 B-2 에서 설명한 바와 같은 표면 실장형의 발광 장치에 대해서는 복수 개의 발광 소자 (2) 를 동일한 절연 기판 (16) 상에 배치 형성하여 1 단위의 모듈을 구성하도록 해도 된다.
〔반도체 발광 디바이스용 부재의 적용〕
이상에서 설명한 각 실시형태 A-1, A-2, B-1 ∼ B-41 의 발광 장치 (반도체 발광 디바이스) (1A,1B) 에 있어서, 본 발명의 반도체 발광 디바이스 부재를 적용하는 지점은 특별히 제한되지 않는다. 상기 각 실시형태에 있어서는, 투명 부재 (3A) 나 형광체부 (3B,33,34) 등을 형성하는 부재로서 본 발명의 반도체 발광 디바이스 부재를 적용한 예를 나타내었는데, 이 밖에도 예를 들어 상기 서술한 몰드부 (11), 프레임재 (18), 봉지부 (19) 등을 형성하는 부재로서 바람직하게 사용할 수 있다. 이들 부재로서 본 발명의 반도체 발광 디바이스 부재를 사용함으로써, 상기 서술한 우수한 봉지성, 투명성, 내광성, 내열성, 성막성, 장기간 사용에 수반되는 크랙이나 박리의 억제 등의 각종의 효과를 얻을 수 있게 된다.
또, 본 발명의 반도체 발광 디바이스 부재를 적용하는 경우에는, 본 발명을 적용하는 지점에 따라 적절히 변형을 추가하는 것이 바람직하다. 예를 들어 형광체부 (3B,33,34) 에 본 발명을 적용하는 경우에는, 상기 서술한 형광체 입자 또는 형광체 이온이나 형광 염료 등의 형광 성분을 본 발명의 반도체 발광 디바이스용 부재에 혼합하여 사용하면 된다. 이로써 상기에 든 각종 효과에 추가로 형광체의 유지성을 높인다는 효과를 얻을 수 있다.
또, 본 발명의 반도체 발광 디바이스용 부재는 내구성이 우수하기 때문에, 형광체를 함유하지 않고 단독으로 사용해도 되고, 광내구성 (자외선 내구성) 이나 열내구성이 우수한 봉지 재료 (무기계 접착제 용도) 로 하여 발광 소자 (LED 칩 등) 를 봉지할 수 있다.
또, 전술한 무기 입자를 본 발명의 반도체 발광 디바이스용 부재에 혼합하여 사용하면, 상기에 든 각종 효과에 추가로, 무기 입자의 병용의 설명에 있어서 전술한 효과를 얻을 수 있게 된다. 특히, 무기 입자를 병용함으로써 발광 소자의 굴절률과 가까운 굴절률이 되도록 조정한 것은, 바람직한 광취출막으로서 작용한다.
〔반도체 발광 디바이스의 용도 등〕
반도체 발광 디바이스는, 예를 들어 발광 장치에 사용할 수 있다. 반도체 발광 디바이스를 발광 장치에 사용하는 경우, 당해 발광 장치는 적색 형광체, 청색 형광체 및 녹색 형광체의 혼합물을 함유하는 형광체 함유층을 광원 상에 배치하면 된다. 이 경우, 적색 형광체는 청색 형광체, 녹색 형광체와는 반드시 동일한 층 중에 혼합되지 않아도 되고, 예를 들어 청색 형광체와 녹색 형광체를 함유하는 층 상에 적색 형광체를 함유하는 층이 적층되어 있어도 된다.
발광 장치에 있어서 형광체 함유층은 광원의 상부에 형성할 수 있다. 형광체 함유층은 광원과 봉지 수지부 사이의 접촉층으로서, 또는 봉지 수지부 외측의 코팅층으로서, 또는 외부 캡의 내측 코팅층으로서 제공할 수 있다. 또, 봉지 수지 내에 형광체를 함유시킨 형태를 취할 수도 있다.
사용되는 봉지 수지로는, 본 발명의 반도체 발광 디바이스용 부재를 사용할 수 있다. 또, 그 밖의 수지를 사용할 수도 있다. 그러한 수지로는, 통상적으로 열가소성 수지, 열경화성 수지, 광경화성 수지 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 폴리메타크릴산메틸 등의 메타크릴 수지 ; 폴리스티렌, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 등의 스티렌 수지 ; 폴리카보네이트 수지 ; 폴리에스테르 수지 ; 페녹시 수지 ; 부티랄 수지 ; 폴리비닐알코올 ; 에틸셀룰로오스, 셀룰로오스아세테이트, 셀룰로오스아세테이트부티레이트 등의 셀룰로오스계 수지 ; 에폭시 수지 ; 페놀 수지 ; 실리콘 수지 등을 들 수 있다. 또, 무기계 재료, 예를 들어 금속 알콕시드, 세라믹 전구체 폴리머 또는 금속 알콕시드를 함유하는 용액을 졸-겔법에 따라 가수 분해 중합되어 이루어지는 용액 또는 이들 조합을 고화한 무기계 재료, 예를 들어 실록산 결합을 갖는 무기계 재료를 사용할 수 있다. 또한, 봉지 수지는 1 종을 사용해도 되고, 2 종 이상을 임의의 조합 및 비율로 병용해도 된다.
봉지 수지에 대한 형광체의 사용량은 특별히 한정되는 것은 아닌데, 통상적으로 봉지 수지 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 이상, 바람직하게는 0.1 중량부 이상, 보다 바람직하게는 1 중량부 이상, 또 통상적으로 100 중량부 이하, 바람직하게는 80 중량부 이하, 보다 바람직하게는 60 중량부 이하이다.
또, 봉지 수지에 형광체나 무기 입자 이외의 성분을 함유시킬 수도 있다. 예를 들어 색조 보정용 색소, 산화 방지제, 인계 가공 안정제 등의 가공·산화 및 열안정화제, 자외선 흡수제 등의 내광성 안정화제 및 실란 커플링제를 함유시킬 수 있다. 또한, 이들 성분은 1 종으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 임의의 조합 및 비율로 병용해도 된다.
광원에 제한은 없지만, 350㎚ ∼ 500㎚ 의 범위에 피크 파장을 갖는 광을 발광하는 것이 바람직하고, 구체예로는 발광 다이오드 (LED) 또는 레이저 다이오드 (LD) 등을 들 수 있다. 그 중에서도 GaN 계 화합물 반도체를 사용한, GaN 계 LED 나 LD 가 바람직하다. 왜냐하면, GaN 계 LED 나 LD 는 이 영역의 광을 발하는 SiC 계 LED 등에 비해, 발광 출력이나 외부 양자 효율이 현격히 커, 상기 형광체와 조합함으로써 매우 저전력에서 매우 밝은 발광이 얻어지기 때문이다. 예를 들어 20㎃ 의 전류 부하에 대하여, 통상적으로 GaN 계 LED 나 LD 는 SiC 계의 100 배 이상의 발광 강도를 갖는다. GaN 계 LED 나 LD 에 있어서는, AlxGayN 발광층, GaN 발광층, 또는 InxGayN 발광층을 갖고 있는 것이 바람직하다. GaN 계 LED 에 있어서는, 그들 중에서 InXGayN 발광층을 갖는 것이 발광 강도가 매우 강하기 때문에 특히 바람직하고, GaN 계 LD 에 있어서는 InxGayN 층과 GaN 층의 다중 양자 우물 구조의 것이 발광 강도가 매우 강하기 때문에 특히 바람직하다.
또한, 상기에 있어서 X＋Y 의 값은 통상적으로 0.8 ∼ 1.2 범위의 값이다. GaN 계 LED 에 있어서 이들 발광층에 Zn 이나 Si 를 도프한 것이나 도펀트가 없는 것이 발광 특성을 조절하는 데 있어서 바람직한 것이다.
GaN 계 LED 는 이들 발광층, p 층, n 층, 전극, 및 기판을 기본 구성 요소로 한 것으로서, 발광층을 n 형과 p 형의 AlxGayN 층, GaN 층, 또는 InxGayN 층 등으로 샌드위치로 한 헤테로 구조를 갖고 있는 것이 발광 효율이 높아 바람직하고, 또한 헤테로 구조를 양자 우물 구조로 한 것이 발광 효율이 더욱 높아 보다 바람직하다.
발광 장치는 백색광을 발하는 것으로서, 장치의 발광 효율이 20lm/W 이상, 바람직하게는 22lm/W 이상, 보다 바람직하게는 25lm/W 이상이며, 특히 바람직하게는 28lm/W 이상이며, 평균 연색 평가 지수 Ra 가 80 이상, 바람직하게는 85 이상, 보다 바람직하게는 88 이상이다.
발광 장치는 단독으로, 또는 복수 개를 조합함으로써, 예를 들어 조명 램프, 액정 패널용 등의 백라이트, 초박형 조명 등의 여러 가지 조명 장치, 화상 표시 장치로서 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 LED 소자 봉지용, 특히 청색 LED 및 자외 LED 의 소자 봉지용으로서 유용한 것이다. 또, 청색 발광 소자 또는 자외 발광 소자를 여기 광원으로 하고, 형광체에 의해 파장 변환한 백색 LED 및 전구색 LED 등의 고출력 조명 광원용 형광체 유지재로서 바람직하게 사용할 수 있다. 그 밖에도 그 우수한 내열성, 내자외선성, 투명성 등의 특성에서 하기 디스플레이 재료 등의 용도로 사용할 수 있다.
디스플레이 재료로는, 예를 들어 액정 디스플레이의 기판 재료, 도광판, 프리즘 시트, 편광판, 위상차판, 시야각 보정 필름, 접착제, 편광자 보호 필름 등의 액정 표시 장치 주변 재료, 차세대 플랫 패널 디스플레이인 컬러 플라즈마 디스플레이 (PDP) 의 봉지재, 반사 방지 필름, 광학 보정 필름, 하우징재·전면 유리의 보호 필름, 전면 유리 대체 재료, 접착재 등, 플라즈마 어드레스 액정 (PALC) 디스플레이의 기판 재료, 도광판, 프리즘 시트, 편광판, 위상차판, 시야각 보정 필름, 접착제, 편광자 보호 필름 등, 유기 EL (일렉트로 루미네선스) 디스플레이의 전면 유리의 보호 필름, 전면 유리 대체 재료, 접착제 등, 필드 이미션 디스플레이 (FED) 의 각종 필름 기판, 전면 유리의 보호 필름, 전면 유리 대체 재료, 접착제 등을 들 수 있다.
본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 밀착성이 우수하여, 공지된 부가 축합형 실리콘 수지에서는 곤란한 덧칠에 의한 적층이 가능하다. 이 특성을 살려, 예를 들어 메틸기 주체의 본 발명의 반도체 디바이스용 부재를 저굴절률층으로 하고, 페닐기 등의 고굴절 유기기나 지르코니아 나노 입자 등을 도입한 고굴절률층과 적층시킴으로써, 굴절률차가 있는 층 구조를 형성하여 고내구 또한 밀착성 및 가요성이 우수한 도광층을 용이하게 형성할 수 있다.
[실시예]
이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하는데, 그것들은 본 발명의 설명을 목적으로 하는 것으로서, 본 발명을 이들 양태에 한정하는 것을 의도한 것은 아니다.
[I] 제 1 실시예군
[I-1] 분석 방법
후술하는 각 실시예 및 각 비교예의 반도체 디바이스용 부재에 대하여, 이하의 순서로 분석을 하였다.
[I-1-1] 가열 중량감 (TG-DTA) 의 측정
각 실시예 및 각 비교예의 반도체 디바이스용 부재의 10㎎ 의 파쇄편을 이용하여, 열중량·시차열 (thermogravimetry - differential thermal analysis : 이하 적절히「TG-DTA」로 약기한다) 측정 장치 (세이코 인스트루먼트사 제조 TG/DTA6200) 에 의해, 공기 200㎖/min 유통하에서 승온 속도 10℃/min 로 35℃ 에서 500℃ 까지 가열하고, 가열 중량감을 측정하였다. 또한, 파쇄편의 정칭이 곤란한 것에 대해서는, 유효 숫자의 범위를 고려하여 10±1㎎ 범위의 파쇄편은 10㎎ 의 파쇄편으로서 취급하였다.
[I-1-2] 밀착성 평가 방법
(1) 실시예 및 비교예의 반도체 디바이스용 부재의 경화 전의 가수 분해·중축합액 (반도체 디바이스용 부재 형성액) 을 직경 9㎜, 오목부 깊이 1㎜ 의 Ag 도금 표면의 구리제 컵에 적하하고, 소정의 경화 조건에서 경화시켜 측정용 샘플 (반도체 디바이스용 부재) 을 제조한다.
(2) 두께 1㎜, 세로 25㎜, 가로 70㎜ 의 알루미늄판에 방열용 실리콘 그리스를 얇게 칠하고, 얻어진 측정용 샘플을 나열하여 온도 85℃, 습도 85％ 의 분위기 (이하 적절히「흡습 환경」이라고 한다) 하에서 20 시간 흡습시킨다.
(3) 흡습시킨 측정용 샘플을, 상기 (2) 의 흡습 환경하에서 꺼내어 실온 (20 ∼ 25℃) 까지 냉각시킨다. 260℃ 로 설정한 핫 플레이트 상에, 흡습시켜 냉각시킨 측정용 샘플을 알루미늄판마다 탑재하고 1 분간 유지시킨다. 이 조건에 있어서, 측정용 샘플 실온(實溫)은 약 50 초에서 260℃ 에 도달하고, 그 후 10 초간 260℃ 로 유지된다.
(4) 가열 후의 샘플을 알루미늄판마다 스테인리스제, 실온의 냉각판 상에 두고 실온까지 냉각시킨다. 육안 및 현미경 관찰에 의해, 측정용 샘플의 상기 구리제 컵으로부터의 박리 유무를 관찰한다. 조금이라도 박리가 관찰되는 것은「박리 있음」으로 한다.
(5) 측정용 샘플 10 개에 대하여, 각각 상기 (2), (3) 및 (4) 의 조작을 실시하여 상기 측정용 샘플의 박리율을 구한다.
[I-1-3] 경도 측정
실시예 및 비교예의 반도체 디바이스용 부재에 대하여, 후루사토 정기 제조소 제조 A 형 (듀로미터 타입 A) 고무 경도계를 이용하여, JIS K6253 에 준거하여 경도 (쇼어 A) 를 측정하였다.
[I-1-4] 내열성 시험
실시예 및 비교예의 반도체 디바이스용 부재에 대하여, 테플론 (등록 상표) 샬레를 사용하여 제조한 직경 5㎝, 막 두께 1㎜ 의 샘플을 온도 200℃ 의 통풍 건조기 중에서 500 시간 유지시켰다. 이 샘플의 400㎚ 에 있어서의 투과율 변화를 시험 전후로 비교하였다.
[I-1-5] 규소 함유율의 측정
각 실시예 및 각 비교예의 반도체 디바이스용 부재의 단독 경화물을 100㎛ 정도로 분쇄하고, 백금 도가니 중에서 대기 중, 450℃ 에서 1 시간, 이어서 750℃ 에서 1 시간, 950℃ 에서 1.5 시간 유지하고 소성하여 탄소 성분을 제거한 후, 얻어진 잔사 소량에 10 배량 이상의 탄산나트륨을 첨가하고 버너 가열하여 용융시키고, 이것을 냉각시켜 탈염수를 첨가하고, 추가로 염산으로 pH 를 중성 정도로 조정하면서 규소로서 수 ppm 정도가 되도록 정용하여, 세이코 전자사 제조「SPS1700HVR」를 이용하여 ICP 분석을 하였다.
[I-1-6] 연속 점등 시험
실시예 및 비교예에서 얻어진 봉지재액을 사용하여 반도체 발광 디바이스를 제조하고, 그 반도체 발광 디바이스에 구동 전류 20㎃ 를 통전시켜 온도 85℃ 상대 습도 85％ 로 연속 점등을 실시하였다. 500 시간 경과 후의 휘도를 측정하여 점등 시험 전의 휘도와 비교하였다.
또한, 반도체 발광 디바이스는 이하와 같이 하여 준비하였다. 즉, 먼저 LED 광원으로서 도 50 에 나타내는 바와 같이 컵 (101) 과 LED 칩 (102) 으로 이루어지는 표면 실장형의 LED 소자 (103) 를 제조하였다. 컵 (101) 은 폴리프탈아미드에 의해 형성된 것으로서, 그 저부에는 도시되어 있지 않은 전극이 형성되어 있다. 또, LED 칩 (102) 은 발광층으로서 발광 피크 파장이 405㎚ 인 페이스 업형 GaN 계 반도체를 구비하는 것을 사용하였다. 또한, 다이 본드제로서 에폭시 수지를 사용하여, LED 칩 (102) 을 컵 (101) 내의 전극 표면에 다이 본딩 기기 (Westbond 사 제조「매뉴얼 다이 본더」) 로 다이 본드하였다. 또, LED 칩 (102) 의 상부에는 전극 (도시하지 않음) 이 형성되어 있어, 이 전극과 컵 (101) 의 전극을 닛폰 아비오닉스사 제조 와이어 본더「MB-2200」을 사용하여 금선으로 와이어 본딩하여 전기적 도통을 취하였다. 다음으로, 실시예 및 비교예에서 준비한 봉지재액을, 마이크로 피펫을 사용하여 컵 (101) 내에 컵의 상부 가장자리와 동등한 높이가 되도록 적하하였다. 이어서, 소정의 온도 조건으로 봉지재액을 경화시켜, 투명 봉지층 (반도체 디바이스용 부재) 을 구비한 반도체 발광 디바이스를 제조하였다.
[I-1-7] 히트 사이클 시험
실시예 및 비교예의 봉지재액을 표면 실장용 폴리프탈아미드성 컵 (칩이 없는 빈 컵) 에 포팅하고, 각각의 봉지재액을 소정의 경화 조건에서 경화시켰다. 이 빈 PKG 도포품을 타바이에스펙사 제조 소형 환경 시험기 SH-241 에 넣고, 습도 조정 없이「-40℃ 에서 30 분 정치(靜置)시키고, -40 ∼ 100℃ 로 1 시간에 걸쳐 승온시켜 100℃ 에서 30 분 정치시키고, 100 ∼ -40℃ 로 1 시간에 걸쳐 강온시키는 조작」을 1 사이클 (합계 3 시간) 로 하여 200 사이클의 온도 사이클 시험을 실시하였다. 200 사이클 후에 샘플을 꺼내고, 실체 현미경을 사용하여 컵과 봉지재액의 접촉 부분의 박리 유무를 관찰하였다.
[I-2] 실험 조작
<실시예 I-1>
GE 토시바 실리콘 제조 양말단 실란올디메틸실리콘오일 XC96-723 을 140g, 페닐트리메톡시실란을 14g, 및 촉매로서 지르코늄테트라아세틸아세토네이트 분말을 0.308g 준비하고, 이것을 교반 날개와 콘덴서를 장착한 3 구 콜벤 중에 계량하여 실온에서 15 분 촉매가 충분히 용해될 때까지 교반하였다. 이 후, 반응액을 120 도까지 승온시키고, 120 도 전체 환류하에서 30 분간 교반하면서 초기 가수 분해를 실시하였다.
계속해서 질소를 SV20 로 주입하여 생성 메탄올 및 수분, 부생물의 저비 규소 성분을 증류 제거하면서 120℃ 에서 교반하고, 추가로 6 시간 중합 반응을 진행시켰다. 또한, 여기에서「SV」란「Space Velocity」의 약칭으로서, 단위 시간당 주입 체적량을 가리킨다. 따라서, SV20 이란 1 시간에 반응액의 20 배의 체적의 N2 를 주입하는 것을 말한다.
질소의 주입을 정지시키고 반응액을 일단 실온까지 냉각시킨 후, 가지형 플라스크에 반응액을 옮기고, 로터리 에바포레이터를 이용하여 오일 배스 상 120℃, 1㎪ 로 20 분간 미량으로 잔류되어 있는 메탄올 및 수분, 저비 규소 성분을 증류 제거하여 무용제의 봉지재액 (반도체 디바이스용 부재 형성액) 을 얻었다.
상기 서술한 봉지재액 2g 을 직경 5㎝ 의 테플론 (등록 상표) 샬레에 넣고, 방폭로 중, 미풍하, 110℃ 에서 1 시간 유지시키고, 이어서 150℃ 에서 3 시간 유지시킨 결과, 두께 약 1㎜ 의 독립된 원형 투명 엘라스토머 형상막이 얻어졌다. 이것을 샘플로서 사용하여, [I-1-1] 가열 중량감 (TG-DTA) 의 측정, [I-1-3] 경도 측정, [I-1-4] 내열성 시험, 및 [I-1-5] 규소 함유율을 측정하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다. 또한, 표 2 에 있어서 TG-DTA 란의 수치는 부(負)의 수로 되어 있는데, 이것은 중량이 감소된 것을 나타내고 있다.
또, 이 봉지재액을 사용하여 [I-1-2] 밀착성 평가 방법, [I-1-6] 연속 점등 시험, 및 [I-1-7] 히트 사이클 시험을 하였다. 이 때, 상기 소정의 경화 조건으로서 90℃ 에서 2 시간, 110℃ 에서 1 시간, 계속해서 150℃ 에서 3 시간 유지시킴으로써 봉지재액을 경화시키도록 하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
<실시예 I-2＞
GE 토시바 실리콘 제조 양말단 실란올디메틸실리콘오일 XC96-723 을 100g, 페닐트리메톡시실란을 10g, 및 촉매로서 지르코늄테트라n-프로폭시드 용액 (지르코늄테트라n-프로폭시드의 75 중량％ n-프로판올 용액 5 중량부를 톨루엔 95 중량부로 희석한 것) 을 22g 준비하고, 이것을 교반 날개와 콘덴서를 장착한 3 구 콜벤 중에 계량하고, 실온에서 대기압하 15 분 교반하여, 초기 가수 분해를 실시한 후에 약 50 도에서 8 시간 교반하면서 가열하였다. 이 후, 반응액을 실온까지 냉각시켜 가지형 플라스크로 옮기고, 로터리 에바포레이터를 이용하여 50℃, 1㎪ 로 30 분간 용매 및 반응에 의해 발생된 알코올이나 수분, 저비 규소 성분을 증류 제거하여 무용제의 봉지재액을 얻었다.
상기 서술한 봉지재액 2g 을, 실시예 I-1 과 마찬가지로 직경 5㎝ 의 테플론 (등록 상표) 샬레에 넣고, 방폭로 중, 미풍하, 110℃ 에서 1 시간 유지시키고, 이어서 150℃ 에서 3 시간 유지시킨 결과, 두께 약 1㎜ 의 독립된 원형 투명 엘라스토머 형상막이 얻어졌다. 이것을 샘플로서 사용하여, [I-1-1] 가열 중량감 (TG-DTA) 의 측정, [I-1-3] 경도 측정, [I-1-4] 내열성 시험, 및 [I-1-5] 규소 함유율을 측정하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
또, 이 봉지재액을 사용하여, [I-1-2] 밀착성 평가 방법, [I-1-6] 연속 점등 시험, 및 [I-1-7] 히트 사이클 시험을 하였다. 이 때, 상기 소정의 경화 조건으로서 실시예 I-1 과 동일한 경화 조건으로 봉지재액을 경화시키도록 하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
<실시예 I-3＞
교반 날개와 짐로트 콘덴서를 장착한 100cc 콜벤에 신에츠 화학 제조 메틸하이드로젠폴리실록산 KF-99 를 27g, 토쿄 화성 공업 제조 비닐트리메톡시실란 32.41g, 및 백금 원소 환산으로 5ppm 의 부가 축합 촉매를 계량하고, 교반하여 균일하게 혼합하였다. 이 액을 질소 분위기하 100℃ 에서 20 시간 가열하여 점도 300mPa·s 의 메톡시기 함유 폴리디메틸실록산을 얻었다. 1H-NMR 로 이 액의 비닐기 잔존량을 측정한 결과, 완전히 소실되었다. 100㎖ 가지형 플라스크에서 이 액 1g 에 모멘티브·퍼포먼스·머테리얼즈·재팬 합동 회사 제조 양말단 실란올폴리디메틸실록산 XC96-723 을 10g, 및 축합 촉매로서 지르코늄테트라아세틸아세토네이트 분말 0.011g 을 혼합하고, 실온에서 밀전하여 촉매가 완전히 용해될 때까지 스터러 교반하였다. 이 후, 짐로트 콘덴서를 장착하여 질소 분위기하에서 반응액을 110℃ 로 승온시켜, 30 분간 리플랙스를 실시하였다. 반응액을 일단 실온까지 냉각시킨 후, 가지형 플라스크를 로터리 에바포레이터에 접속시키고, 오일 배스 상 120℃, 1㎪ 로 30 분간 미량으로 잔류되어 있는 메탄올 및 수분, 저비 규소 성분을 증류 제거하여 무용제의 봉지재액 (반도체 디바이스용 부재 형성액) 을 얻었다.
상기 서술한 봉지재액 2g 을 직경 5㎝ 의 테플론 (등록 상표) 샬레에 넣어 방폭로 중, 미풍하, 110℃ 에서 1 시간 유지시키고, 이어서 150℃ 에서 3 시간 유지시킨 결과, 두께 약 1㎜ 의 독립된 원형 투명 엘라스토머 형상막이 얻어졌다. 이것을 샘플로서 사용하여, [I-1-1] 가열 중량감 (TG-DTA) 의 측정, [I-1-3] 경도 측정, [I-1-4] 내열성 시험, 및 [I-1-5] 규소 함유율을 측정하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
또, 이 봉지재액을 사용하여 [I-1-2] 밀착성 평가 방법, [I-1-6] 연속 점등 시험, 및 [I-1-7] 히트 사이클 시험을 하였다. 이 때, 상기 소정의 경화 조건으로서 90℃ 에서 2 시간, 110℃ 에서 1 시간, 계속해서 150℃ 에서 3 시간 유지시킴으로써 봉지재액을 경화시키도록 하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
<비교예 I-1>
GE 토시바 실리콘 제조 양말단 실란올디메틸실리콘오일 XC96-723 을 100g, 페닐트리메톡시실란을 10g, 및 촉매로서 알루미늄트리아세틸아세토네이트의 5 중량％ 메탄올 용액을 22g 준비하고, 이것을 교반 날개와 콘덴서를 장착한 3 구 콜벤 중에 계량하고, 실온에서 대기압하 15 분 교반하여, 초기 가수 분해를 실시한 후에 약 75℃ 에서 4 시간 교반하면서 환류시켰다. 이 후 내온이 100℃ 가 될 때까지 메탄올 및 저비 규소 성분을 상압에서 증류 제거하고, 또한 100℃ 에서 4 시간 교반하면서 환류시켰다. 반응액을 실온까지 냉각시켜 무용제의 봉지재액을 조액하였다.
상기 서술한 봉지재액 2.5g 을, 직경 5㎝ 의 테플론 (등록 상표) 샬레에 넣어 방폭로 중, 미풍하, 50℃ 에서 30 분, 110℃ 에서 1 시간 유지시키고, 이어서 150℃ 에서 3 시간 유지시킨 결과, 두께 약 1㎜ 의 독립된 원형 투명 엘라스토머 형상막이 얻어졌다. 이것을 샘플로서 사용하여, [I-1-1] 가열 중량감 (TG-DTA) 의 측정, [I-1-3] 경도 측정, [I-1-4] 내열성 시험, 및 [I-1-5] 규소 함유율을 측정하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
또, 이 봉지재액을 사용하여 [I-1-2] 밀착성 평가 방법, [I-1-6] 연속 점등 시험, 및 [I-1-7] 히트 사이클 시험을 하였다. 이 때, 상기 소정의 경화 조건으로서 50℃ 에서 30 분, 120℃ 에서 1 시간, 계속해서 150℃ 에서 3 시간 유지시킴으로써 봉지재액을 경화시키도록 하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
<비교예 I-2＞
반도체 발광 디바이스용 몰드제로서 사용되고 있는 시판되는 실리콘 수지 (토오레 다우코닝사 제조 JCR6101UP) 를 봉지재액으로서 준비하였다.
이 봉지재액 30g 을 테플론 (등록 상표) 판 상에 어플리케이터 도공하고, 25℃ 에서 1 시간, 진공 탈기를 실시한 후, 150℃ 에서 2 시간 가열하여 건조시킨 후, 이것을 벗겨 두께 약 1㎜ 의 엘라스토머 형상막을 얻었다. 이것을 샘플로서 사용하여, [I-1-1] 가열 중량감 (TG-DTA) 의 측정, [I-1-3] 경도 측정, [I-1-4] 내열성 시험, 및 [I-1-5] 규소 함유율을 측정하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
또, 이 봉지재액을 사용하여 [I-1-2] 밀착성 평가 방법, [I-1-6] 연속 점등 시험, 및 [I-1-7] 히트 사이클 시험을 하였다. 이 때, 상기 소정의 경화 조건으로서, 150℃ 에서 2 시간 가열함으로써 봉지재액을 경화시키도록 하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다. 또한, 상기 소정의 경화 조건에서 얻어진 봉지 부재는 엘라스토머 형상의 봉지 부재였다.
<비교예 I-3＞
반도체 발광 디바이스용 몰드제로서 사용되고 있는 시판되는 2 액형 실리콘 수지 (펠녹스사 제조 XJL0012) 를 봉지재액으로서 준비하였다.
이 봉지재액 2g 을 직경 5㎝ 의 테플론 (등록 상표) 샬레에 넣어 방폭로 중, 미풍하, 150℃ 에서 3 시간 유지시킨 결과, 두께 약 1㎜ 의 독립된 원형 투명 경질막이 얻어졌다. 이것을 샘플로서 사용하여, [I-1-1] 가열 중량감 (TG-DTA) 의 측정, [I-1-3] 경도 측정, [I-1-4] 내열성 시험, 및 [I-1-5] 규소 함유율을 측정하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
또, 이 봉지재액을 사용하여 [I-1-2] 밀착성 평가 방법, [I-1-6] 연속 점등 시험, 및 [I-1-7] 히트 사이클 시험을 하였다. 이 때, 상기 소정의 경화 조건으로서 150℃ 에서 3 시간 가열함으로써 봉지재액을 경화시키도록 하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다. 또한, 상기 소정의 경화 조건에서 얻어진 봉지 부재는 투명 경질의 봉지 부재였다.
<비교예 I-4＞
메틸실리케이트 (미츠비시 화학사 제조 MKC 실리케이트 MS51) 30.80g, 메탄올 56.53g, 물 6.51g, 및 촉매로서 5％ 아세틸아세톤알루미늄염메탄올 용액 6.16g 을 준비하고, 이것을 밀폐할 수 있는 용기에서 혼합하고, 밀전하여 스터러로 교반하면서 50℃ 의 온수 배스에서 8 시간 가열한 후 실온으로 되돌려, 가수 분해·중축합액을 조액하였다.
이 가수 분해·중축합액 10㎖ 를 직경 5㎝ 의 테플론 (등록 상표) 샬레에 넣고 실시예 I-1 과 동일한 조건에서 건조시킨 결과, 두께 약 0.3㎜ 의 유리막이 얻어졌으나, 건조 도중의 단계에서 대량의 크랙이 발생하여 산산 조각이 되어, 독립된 원형 투명 유리막으로서 꺼낼 수 없었다. 단, 이것을 사용하여 [I-1-5] 규소 함유율을 측정하였다.
또, 이 가수 분해·중축합액을 마이크로 피펫으로 405㎚ 의 발광 파장을 갖는 GaN 계의 반도체 발광 디바이스 상에 적하하고, 35℃ 에서 30 분간, 이어서 50℃ 에서 1 시간 유지시켜 제 1 건조를 실시한 후, 150℃ 에서 3 시간 유지시켜 제 2 건조를 실시한 결과, 대량의 크랙이 발생하여 봉지 부재 (반도체 디바이스용 부재) 로서 사용할 수는 없었다.
Figure pat00007
[I-3] 정리
상기 실시예에 의하면, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 내열성, 전극이나 리플렉터 등에 다용되는 은 표면을 비롯한 반도체 디바이스 표면에 대한 밀착성, 및 내광성 (특히 내 UV 성) 이 우수한 점에서, 고온 고습의 가속 환경하의 연속 점등 시험에 있어서 밀착성 저하나 변질에 의한 박리나 불점등, 휘도 저하를 발생시키지 않아 안정적인 성능을 유지할 수 있다. 또, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 반도체 디바이스와의 밀착성이 높고 유연성을 갖기 때문에 열충격에도 강하고, 히트 사이클 시험에 있어서도 박리가 발생시키지 않아 신뢰성이 높은 반도체 디바이스를 제공할 수 있다.
이에 반해, 비교예 I-1 의 반도체 디바이스용 부재에서는 실시예의 부재와 마찬가지로 내열 시험에 의한 착색은 확인되지 않으나, 밀착성이 불충분하여 히트 사이클 시험에 의해 박리가 발생한다. 또, 비교예 I-2 의 반도체 디바이스용 부재에서는 내열 시험에 의한 착색은 확인되지 않으나, 실시예 I-1, I-2 및 비교예 I-1 과 비교하여 은 표면에 대한 밀착성이 불충분하여, 히트 사이클 시험에 추가로 연속 점등 시험에 있어서도 박리·불점등을 발생시킨다. 또한, 비교예 I-3 의 반도체 발광 디바이스용 부재는 경질로서 3 관능 규소를 많이 함유하여 가교도가 높기 때문에 가열 중량감은 적지만, 밀착성이 낮고 유연성도 부족하기 때문에 연속 점등에서는 전체수 불점등이며, 히트 사이클 시험에서도 박리율이 높다. 또한 내열성 시험에서는 밀착 향상제 등의 첨가물에서 유래되는 착색이 커, 연속 점등 시험에서도 휘도의 저하가 확인된다. 또, 비교예 I-4 에서 얻어지는 부재는 SiO2 로 이루어져 본래는 내열성·내광성이 가장 높은 것으로 기대되는데, 탈용제 및 탈수 축합에 의한 수축에서 유래하는 경화시의 내부 응력이 커, 경화시에 크랙이 발생하기 쉽기 때문에 후막의 투명 봉지체를 얻을 수 없다.
또, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재가, 밀착성 개선을 위한 표면 처리와의 병용에 의해 더욱 밀착성 향상 효과를 발휘하는 것이, 하기 강제 박리 시험에 있어서 확인되었다.
[강제 박리 시험]
실시예 I-4 : 유리 비커로 1％ 아세트산수에 γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란을 1 중량％ 가 되도록 첨가하여 100g 의 처리액을 조액하였다. 마그네틱 스터러를 이용하여 이 액을 실온에서 1 시간 교반하고, 투명한 가수 분해액을 얻었다. 이 가수 분해액에 광학용 붕규산 유리의 판을 침지시키고, 온수 배스를 이용하여 50 도 1 시간 표면 처리를 하였다. 처리 후의 유리판을 처리액으로부터 꺼내어 처리면에 손이 닿지 않도록 가볍게 수세하고, 물기를 제거한 후 100℃ 의 통풍 건조기에서 1 시간 베이킹하였다. 미처리된 유리판 및 표면 처리 유리판 평면 상에 실시예 I-1 의 반도체 디바이스용 부재 형성액을 각각 0.5㎖ 적하하고, 150℃ 1.5 시간 경화시켜 두께 50㎛ 의 막을 얻었다. 핀셋으로 막의 일단을 집고 천천히 막을 박리한 결과, 처리하지 않은 유리판에 도포한 것은 막과 유리의 계면에 부착물을 남기면서 막이 박리되었다. 한편 표면 처리 유리판에 있어서는 막이 파괴되어 막으로서 박리시킬 수 없었다.
이상, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 내열성, 내광성, 밀착성 및 성막성의 밸런스가 우수하여, 종래의 반도체 디바이스용 부재와 비교하여 가혹한 사용 조건하에서도 신뢰성이 높은 반도체 디바이스를 제공할 수 있다. 그 중에서도 투명성, 내 UV 성이 우수한 점에서 반도체 발광 디바이스용 부재로서 바람직하게 사용할 수 있다.
[Ⅱ] 제 2 실시예군
[Ⅱ-1] 분석 방법
후술하는 각 실시예 및 각 비교예의 반도체 디바이스용 부재에 대하여, 이하의 순서로 분석을 하였다.
[Ⅱ-1-1] 내열성 시험
후술하는 실시예 및 비교예의 봉지재 (반도체 디바이스용 부재) 에 대하여, 테플론 (등록 상표) 샬레를 사용하여 제조한 직경 5㎝, 막 두께 1㎜ 의 샘플을 온도 200℃ 의 통풍 건조기 중에서 500 시간 유지시켰다. 이 샘플의 400㎚ 에 있어서의 투과율 변화를 시험 전후로 비교하였다.
[Ⅱ-1-2] 내 UV 성 시험
후술하는 실시예 및 비교예의 봉지재 (반도체 디바이스용 부재) 에 대하여, 테플론 (등록 상표) 샬레를 사용하여 제조한 직경 5㎝, 막 두께 약 0.5㎜ 의 샘플을 사용하여, 하기 조건으로 자외광을 조사하고, 조사 전후의 막의 파장 400㎚ 의 광에 있어서의 투과율의 유지율을 측정하였다.
조사 장치 : 스가 시험기 주식회사 제조 가속 내광 시험기 메탈링 웨더 미터 MV30 조사 파장 : 255㎚ 이상, 주파장은 300㎚ ∼ 450㎚ (480㎚ ∼ 580㎚ 에 휘선 있음) 의 조사광을 자외선 컷 필름을 사용하여, 중심 파장 380㎚, 파장 370㎚ 이상으로 하였다.
조사 시간 : 72 시간
방사 강도 : 0.6㎾/㎡
[Ⅱ-1-3] 연속 점등 시험
후술하는 실시예 및 비교예에서 얻어진 봉지제액을 사용하여 반도체 발광 장치를 제조하고, 그 반도체 발광 장치에 대하여 이하의 연속 점등 시험을 하였다.
[Ⅱ-1-3-1] 반도체 발광 장치의 제조
크리사 제조의 가로 세로 900㎛ 칩「C460-XB900」을, Au-Sn 공정(共晶) 땜납으로 서브 마운트 상에 고착시킨 후, 서브 마운트를 Au-Sn 공정 땜납으로, MCO 사 제조 메탈 패키지 상에 고착시켰다. 칩 상의 전극으로부터 금선으로 메탈 패키지 상의 핀에 와이어 본딩하였다.
[Ⅱ-1-3-2] 연속 점등 시험
칩 (반도체 소자) 에, 발광면의 온도가 100±10℃ 가 되도록 유지하면서 350㎃ 의 구동 전류를 통전시켜 온도 85℃ 상대 습도 85％ 로 500 시간 연속 점등을 하였다. 점등 직후의 휘도에 대한 500 시간 후의 휘도의 백분율 (휘도 유지율) 을 측정하였다.
또한, 휘도의 측정에는, 오션 옵틱스사 제조 분광기「USB2000」(적산 파장 범위 : 380-800㎚, 수광 방식 : 100㎜φ 의 적분구) 을 사용하여 25℃ 항온조 내에서 측정하였다. 온도 상승을 방지하기 위해, 열전도성 절연 시트를 개재하여 3㎜ 두께의 알루미늄판으로 방열을 하였다.
[Ⅱ-1-4] 밀착성 평가 방법
(1) 실시예 및 비교예의 봉지재 경화 전의 가수 분해·중축합액 (반도체 디바이스용 부재 형성액) 을 직경 9㎜, 오목부 깊이 1㎜ 의 Ag 도금 표면의 구리제 컵에 적하하고, 소정의 경화 조건에서 경화시켜 측정용 샘플을 제조하였다.
(2) 두께 1㎜, 세로 25㎜, 가로 70㎜ 의 알루미늄판에 방열용 실리콘 그리스를 얇게 칠하고, 얻어진 측정용 샘플을 나열하여 온도 85℃, 습도 85％ 의 분위기 (이하 적절히「흡습 환경」이라고 한다) 하에서 1 시간 흡습시켰다.
(3) 흡습시킨 측정용 샘플을, 상기 (2) 의 흡습 환경하로부터 꺼내어 실온 (20 ∼ 25℃) 까지 냉각시켰다. 260℃ 로 설정한 핫 플레이트 상에, 흡습시켜 냉각시킨 측정용 샘플을 알루미늄판마다 탑재하고 1 분간 유지시켰다. 이 조건에 있어서, 측정용 샘플 실온은 약 50 초에서 260 도에 도달하고, 그 후 10 초간 260도로 유지되었다.
(4) 가열 후의 샘플을 알루미늄판마다 스테인리스제, 실온의 냉각판 상에 두고 실온까지 냉각시켰다. 육안 및 현미경 관찰에 의해, 측정용 샘플의 상기 구리제 컵으로부터의 박리 유무를 관찰하였다. 조금이라도 박리가 관찰되는 것은「박리 있음」으로 하였다.
(5) 측정용 샘플 10 개에 대하여, 각각 상기 (2), (3) 및 (4) 의 조작을 실시하여, 상기 측정용 샘플의 박리율을 구하였다.
[Ⅱ-2] 실험 조작
<실시예 Ⅱ-1＞
GE 토시바 실리콘 제조 양말단 실란올디메틸실리콘오일 XC96-723 을 140g, 페닐트리메톡시실란을 14g, 및 촉매로서 지르코늄테트라아세틸아세토네이트 분말을 0.308g 준비하고, 이것을 교반 날개와 콘덴서를 장착한 3 구 콜벤 중에 계량하여, 실온에서 15 분 촉매가 충분히 용해될 때까지 교반하였다. 이 후, 반응액을 120 도까지 승온시키고, 120 도 전체 환류하에서 30 분간 교반하면서 초기 가수 분해를 실시하였다.
계속해서 질소를 SV20 로 주입하여 생성 메탄올 및 수분, 부생물의 저비 규소 성분을 증류 제거하면서 120℃ 에서 교반하고, 추가로 6 시간 중합 반응을 진행시켰다. 또한, 여기에서「SV」란「Space Velocity」의 약칭으로서, 단위 시간당 주입 체적량을 가리킨다. 따라서, SV20 이란 1 시간에 반응액의 20 배 체적의 N2 를 주입하는 것을 말한다.
질소의 주입을 정지시키고 반응액을 일단 실온까지 냉각시킨 후, 가지형 플라스크에 반응액을 옮기고, 로터리 에바포레이터를 이용하여 오일 배스 상 120℃, 1㎪ 로 20 분간 미량으로 잔류되어 있는 메탄올 및 수분, 저비 규소 성분을 증류 제거하여 무용제의 봉지제액 (반도체 디바이스용 부재 형성액) 을 얻었다.
상기 서술한 봉지제액 2g 을 직경 5㎝ 의 테플론 (등록 상표) 샬레에 넣어 방폭로 중, 미풍하, 110℃ 에서 1 시간 유지시키고, 이어서 150℃ 에서 3 시간 유지시킨 결과, 두께 약 1㎜ 의 독립된 원형 투명 엘라스토머 형상막이 얻어졌다. 이것을 샘플로서 사용하여, 상기 [Ⅱ-1] 의 각 평가를 실시하였다. 결과를 표 3 에 나타낸다.
<실시예 Ⅱ-2＞
GE 토시바 실리콘 제조 양말단 실란올디메틸실리콘오일 XC96-723 을 100g, 페닐트리메톡시실란을 10g, 및 촉매로서 지르코늄테트라n-프로폭시드 용액 (지르코늄테트라n-프로폭시드의 75 중량％ n-프로판올 용액 5 중량부를 톨루엔 95 중량부로 희석한 것) 을 22g 준비하고, 이것을 교반 날개와 콘덴서를 장착한 3 구 콜벤 중에 계량하고, 실온에서 대기압하 15 분 교반하여, 초기 가수 분해를 실시한 후에 약 50 도에서 8 시간 교반하면서 가열하였다. 이 후, 반응액을 실온까지 냉각시켜 가지형 플라스크로 옮기고, 로터리 에바포레이터를 이용하여 50℃, 1㎪ 로 30 분간 용매 및 반응에 의해 발생된 알코올이나 수분, 저비 규소 성분을 증류 제거하여 무용제의 봉지제액을 얻었다.
상기 서술한 봉지제액 2g 을, 실시예 Ⅱ-1 과 마찬가지로 직경 5㎝ 의 테플론 (등록 상표) 샬레에 넣어 방폭로 중, 미풍하, 110℃ 에서 1 시간 유지시키고, 이어서 150℃ 에서 3 시간 유지시킨 결과, 두께 약 1㎜ 의 독립된 원형 투명 엘라스토머 형상막이 얻어졌다. 이것을 샘플로서 사용하여 상기 [Ⅱ-1] 의 각 평가를 실시하였다. 결과를 표 3 에 나타낸다.
<실시예 Ⅱ-3＞
교반 날개와 짐로트 콘덴서를 장착한 100cc 콜벤에 신에츠 화학 제조 메틸하이드로젠폴리실록산 KF-99 를 27g, 토쿄 화성 공업 제조 비닐트리메톡시실란 32.41g, 및 백금 원소 환산으로 5ppm 의 부가 축합 촉매를 계량하고, 교반하여 균일하게 혼합하였다. 이 액을 질소 분위기하 100℃ 에서 20 시간 가열하여 점도 300mPa·s 의 메톡시기 함유 폴리디메틸실록산을 얻었다. 1H-NMR 로 이 액의 비닐기 잔존량을 측정한 결과, 완전히 소실되었다. 100㎖ 가지형 플라스크에서 이 액 1g 에 모멘티브·퍼포먼스·머테리얼즈·재팬 합동 회사 제조 양말단 실란올폴리디메틸실록산 XC96-723 을 10g, 및 축합 촉매로서 지르코늄테트라아세틸아세토네이트 분말 0.011g 을 혼합하고, 실온에서 밀전하여 촉매가 완전히 용해될 때까지 스터러 교반하였다. 이 후, 짐로트 콘덴서를 장착하여 질소 분위기하에서 반응액을 110℃ 로 승온시켜, 30 분간 리플랙스를 실시하였다. 반응액을 일단 실온까지 냉각시킨 후, 가지형 플라스크를 로터리 에바포레이터에 접속시키고, 오일 배스 상 120℃, 1㎪ 로 30 분간 미량으로 잔류되어 있는 메탄올 및 수분, 저비 규소 성분을 증류 제거하여 무용제의 봉지제액 (반도체 디바이스용 부재 형성액) 을 얻었다.
이 봉지제액을 사용하여 [Ⅱ-1-1] 내열성 시험, [Ⅱ-1-2] 내 UV 성 시험 [Ⅱ-1-3] 연속 점등 시험 및 [Ⅱ-1-4] 밀착성 평가 방법을 실시하였다. 이 때, 상기 소정의 경화 조건으로서 90℃ 에서 2 시간, 110℃ 에서 1 시간, 계속해서 150℃ 에서 3 시간 유지시킴으로써 봉지제액을 경화시키도록 하였다. 결과를 표 3 에 나타낸다.
<비교예 Ⅱ-1＞ ∼ <비교예 Ⅱ-4＞
표 3 에 나타내는 시판되는 봉지재를 사용하여 상기 [Ⅱ-1] 의 각 평가를 실시하였다. 결과를 표 3 에 나타낸다.
Figure pat00008
본 발명의 반도체 디바이스용 부재의 용도는 특별히 제한되지 않고, 반도체 소자 등을 봉지하기 위한 부재 (봉지재) 로 대표되는 각종의 용도로 바람직하게 사용할 수 있다. 그 중에서도, 청색 LED 또는 근자외광 LED 용의 봉지재 또는 광취출막, 그리고 청색 LED 또는 근자외광 LED 등의 발광 소자를 광원으로 하는 고출력 백색 LED 용 형광체 유지제로서 특히 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 반도체 디바이스용 부재는 LED 소자 봉지용, 특히 청색 LED 및 자외 LED 의 소자 봉지용으로서 유용한 것이다. 또, 청색 발광 소자 또는 자외 발광 소자를 여기 광원으로 하고, 형광체에 의해 파장 변환된 백색 LED 및 전구색 LED 등의 고출력 조명 광원용 형광체 유지재로서 바람직하게 사용할 수 있다. 그 밖에도 그 우수한 내열성, 내자외선성, 투명성 등의 특성에서 하기 화상 표시 장치 재료 등의 용도로 사용할 수 있다.
화상 표시 장치 재료로는, 예를 들어 액정 화상 표시 장치의 기판 재료, 도광판, 프리즘 시트, 편향판, 위상차판, 시야각 보정 필름, 접착제, 편광자 보호 필름 등의 액정 표시 장치 주변 재료, 차세대 플랫 패널 화상 표시 장치인 컬러 플라즈마 디스플레이 (PDP) 의 봉지재, 반사 방지 필름, 광학 보정 필름, 하우징재·전면 유리의 보호 필름, 전면 유리 대체 재료, 접착재 등, 플라즈마 어드레스 액정 (PALC) 디스플레이의 기판 재료, 도광판, 프리즘 시트, 편향판, 위상차판, 시야각 보정 필름, 접착제, 편광자 보호 필름 등, 유기 EL (일렉트로 루미네선스) 디스플레이의 전면 유리의 보호 필름, 전면 유리 대체 재료, 접착제 등, 필드 이미션 디스플레이 (FED) 의 각종 필름 기판, 전면 유리의 보호 필름, 전면 유리 대체 재료, 접착제 등을 들 수 있다.
본 발명의 반도체 디바이스용 부재 형성액은 밀착성이 우수하여, 공지된 부가 축합형 실리콘 수지에서는 곤란한 덧칠에 의한 적층이 가능하다. 이 특성을 살려, 예를 들어 메틸기 주체의 본 발명의 반도체 디바이스용 부재 형성액을 저굴절률층으로 하고, 페닐기 등의 고굴절 유기기나 지르코니아 나노 입자 등을 도입한 고굴절률층과 적층시킴으로써, 굴절률차가 있는 층 구조를 형성하여 고내구 또한 밀착성 및 가요성이 우수한 도광층을 용이하게 형성할 수 있다.
본 발명을 특정한 양태를 사용하여 상세히 설명하였는데, 본 발명의 의도와 범위에서 벗어나지 않고 여러가지 변경이 가능한 것은 당업자에게 분명하다.
또한 본 출원은, 2006년 8월 22일자로 출원된 일본 특허출원 (일본 특허출원 2006-225410호), 2006년 8월 23일자로 출원된 일본 특허출원 (일본 특허출원 2006-226856호), 2007년 8월 22일자로 출원된 일본 특허출원 (일본 특허출원 2007-216451호) 및 2007년 8월 22일자로 출원된 일본 특허출원 (일본 특허출원 2007-216452호) 에 기초하고 있고, 그 전체가 인용에 의해 원용된다.

Claims (6)

  1. 하기 식 (1) 로 나타내는 화합물 및/또는 그 올리고머를 가수 분해·중축합하여 얻어지는 중축합물을 함유하는 반도체 디바이스용 부재 형성액의 제조 방법으로서,
    상기 가수 분해·중축합을, 지르코늄, 하프늄, 주석, 아연, 및 티탄에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 함유하는 유기 금속 화합물 촉매의 존재하에서 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스용 부재 형성액의 제조 방법.
    [화학식 1]
    Figure pat00009

    (식 (1) 중,
    M 은 규소, 알루미늄, 지르코늄, 및 티탄에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 나타내고,
    X 는 가수 분해성기를 나타내고,
    Y1 은 1 가의 유기기를 나타내고,
    m 은 M 의 가수를 나타내는 1 이상의 정수를 나타내며,
    n 은 X 기의 수를 나타내는 1 이상의 정수를 나타낸다. 단, m≥n 이다)
  2. 하기 식 (2) 로 나타내는 화합물 및/또는 그 올리고머를 가수 분해·중축합하여 얻어지는 중축합물을 함유하는 반도체 디바이스용 부재 형성액의 제조 방법으로서,
    상기 가수 분해·중축합을, 지르코늄, 하프늄, 주석, 아연, 및 티탄에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 함유하는 유기 금속 화합물 촉매의 존재하에서 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스용 부재 형성액의 제조 방법.
    [화학식 2]
    Figure pat00010

    (식 (2) 중,
    M 은 규소, 알루미늄, 지르코늄, 및 티탄에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 나타내고,
    X 는 가수 분해성기를 나타내고,
    Y1 은 1 가의 유기기를 나타내고,
    Y2 는 u 가의 유기기를 나타내고,
    s 는 M 의 가수를 나타내는 2 이상의 정수를 나타내고,
    t 는 1 이상, s-1 이하의 정수를 나타내며,
    u 는 2 이상의 정수를 나타낸다)
  3. 하기 식 (1) 로 나타내는 화합물 및/또는 그 올리고머를 가수 분해·중축합하여 얻어지는 중축합물을 건조시키는 공정을 갖는 반도체 디바이스용 부재의 제조 방법으로서,
    상기 가수 분해·중축합을, 지르코늄, 하프늄, 주석, 아연, 및 티탄에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 함유하는 유기 금속 화합물 촉매의 존재하에서 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스용 부재의 제조 방법.
    [화학식 3]
    Figure pat00011

    (식 (1) 중,
    M 은 규소, 알루미늄, 지르코늄, 및 티탄에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 나타내고,
    X 는 가수 분해성기를 나타내고,
    Y1 은 1 가의 유기기를 나타내고,
    m 은 M 의 가수를 나타내는 1 이상의 정수를 나타내며,
    n 은 X 기의 수를 나타내는 1 이상의 정수를 나타낸다. 단, m≥n 이다)
  4. 하기 식 (2) 로 나타내는 화합물 및/또는 그 올리고머를 가수 분해·중축합하여 얻어지는 중축합물을 건조시키는 공정을 갖는 반도체 디바이스용 부재의 제조 방법으로서,
    상기 가수 분해·중축합을, 지르코늄, 하프늄, 주석, 아연, 및 티탄에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 함유하는 유기 금속 화합물 촉매의 존재하에서 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스용 부재의 제조 방법.
    [화학식 4]
    Figure pat00012

    (식 (2) 중,
    M 은 규소, 알루미늄, 지르코늄, 및 티탄에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 나타내고,
    X 는 가수 분해성기를 나타내고,
    Y1 은 1 가의 유기기를 나타내고,
    Y2 는 u 가의 유기기를 나타내고,
    s 는 M 의 가수를 나타내는 2 이상의 정수를 나타내고,
    t 는 1 이상, s-1 이하의 정수를 나타내고,
    u 는 2 이상의 정수를 나타낸다)
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 반도체 디바이스용 부재 형성액의 제조 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스용 부재 형성액.
  6. 제 5 항에 기재된 반도체 디바이스용 부재 형성액과 형광체를 함유하는 것을 특징으로 하는 형광체 조성물.
KR1020147013991A 2006-08-22 2007-08-22 반도체 디바이스용 부재, 그리고 반도체 디바이스용 부재 형성액 및 반도체 디바이스용 부재의 제조 방법, 그리고 그것을 이용한 반도체 디바이스용 부재 형성액, 형광체 조성물, 반도체 발광 디바이스, 조명 장치, 및 화상 표시 장치 KR101523482B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2006-225410 2006-08-22
JP2006225410 2006-08-22
PCT/JP2007/066310 WO2008023746A1 (en) 2006-08-22 2007-08-22 Semiconductor device member, liquid for forming semiconductor device member, method for manufacturing semiconductor device member, and liquid for forming semiconductor device member using the method, phosphor composition, semiconductor light emitting device, illuminating apparatus and image display apparatus

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020097003592A Division KR101500765B1 (ko) 2006-08-22 2007-08-22 반도체 디바이스용 부재, 그리고 반도체 디바이스용 부재 형성액 및 반도체 디바이스용 부재의 제조 방법, 그리고 그것을 이용한 반도체 디바이스용 부재 형성액, 형광체 조성물, 반도체 발광 디바이스, 조명 장치, 및 화상 표시 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140087021A true KR20140087021A (ko) 2014-07-08
KR101523482B1 KR101523482B1 (ko) 2015-05-28

Family

ID=39106831

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147013991A KR101523482B1 (ko) 2006-08-22 2007-08-22 반도체 디바이스용 부재, 그리고 반도체 디바이스용 부재 형성액 및 반도체 디바이스용 부재의 제조 방법, 그리고 그것을 이용한 반도체 디바이스용 부재 형성액, 형광체 조성물, 반도체 발광 디바이스, 조명 장치, 및 화상 표시 장치
KR1020097003592A KR101500765B1 (ko) 2006-08-22 2007-08-22 반도체 디바이스용 부재, 그리고 반도체 디바이스용 부재 형성액 및 반도체 디바이스용 부재의 제조 방법, 그리고 그것을 이용한 반도체 디바이스용 부재 형성액, 형광체 조성물, 반도체 발광 디바이스, 조명 장치, 및 화상 표시 장치

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020097003592A KR101500765B1 (ko) 2006-08-22 2007-08-22 반도체 디바이스용 부재, 그리고 반도체 디바이스용 부재 형성액 및 반도체 디바이스용 부재의 제조 방법, 그리고 그것을 이용한 반도체 디바이스용 부재 형성액, 형광체 조성물, 반도체 발광 디바이스, 조명 장치, 및 화상 표시 장치

Country Status (7)

Country Link
US (2) US8502364B2 (ko)
EP (1) EP2065931A4 (ko)
JP (3) JP2009105432A (ko)
KR (2) KR101523482B1 (ko)
CN (1) CN101506969B (ko)
TW (2) TWI404791B (ko)
WO (1) WO2008023746A1 (ko)

Families Citing this family (102)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100922488B1 (ko) * 2005-02-23 2009-10-20 미쓰비시 가가꾸 가부시키가이샤 반도체 발광 디바이스용 부재 및 그 제조 방법, 그리고그것을 사용한 반도체 발광 디바이스
JP2009530798A (ja) 2006-01-05 2009-08-27 イルミテックス， インコーポレイテッド Ｌｅｄから光を導くための独立した光学デバイス
EP2061095A4 (en) * 2006-08-30 2012-03-07 Kyocera Corp LIGHT-EMITTING DEVICE
US8080833B2 (en) * 2007-01-26 2011-12-20 Crystal Is, Inc. Thick pseudomorphic nitride epitaxial layers
DE112007003638T5 (de) * 2007-09-10 2010-08-12 Fujitsu Ltd., Kawasaki Prozess zum Herstellen einer siliziumhaltigen Beschichtung, siliziumhaltige Beschichtung und Halbleitervorrichtung
US10008637B2 (en) 2011-12-06 2018-06-26 Cree, Inc. Light emitter devices and methods with reduced dimensions and improved light output
CN101939849A (zh) 2008-02-08 2011-01-05 伊鲁米特克有限公司 用于发射器层成形的系统和方法
JP5207807B2 (ja) * 2008-04-14 2013-06-12 シャープ株式会社 チップ部品型ｌｅｄ
KR101431711B1 (ko) * 2008-05-07 2014-08-21 삼성전자 주식회사 발광 장치 및 발광 시스템의 제조 방법, 상기 방법을이용하여 제조한 발광 장치 및 발광 시스템
US8490678B2 (en) * 2008-06-02 2013-07-23 Gerald Ho Kim Silicon-based thermal energy transfer device and apparatus
WO2010021346A1 (ja) * 2008-08-20 2010-02-25 三菱化学株式会社 半導体発光装置およびその製造方法
US8238401B2 (en) * 2008-08-25 2012-08-07 Gerald Ho Kim Silicon-based lens support structure for diode laser
JP5363789B2 (ja) * 2008-11-18 2013-12-11 スタンレー電気株式会社 光半導体装置
US8563963B2 (en) * 2009-02-06 2013-10-22 Evergrand Holdings Limited Light-emitting diode die packages and methods for producing same
TWI487747B (zh) * 2009-02-09 2015-06-11 Arakawa Chem Ind 透明密封材組合物及光半導體元件
TWI469402B (zh) * 2009-02-24 2015-01-11 Ind Tech Res Inst 發光二極體封裝結構
TWI391688B (zh) * 2009-04-06 2013-04-01 Himax Tech Ltd 微粒檢測方法及其裝置
TWI384051B (zh) * 2009-04-30 2013-02-01 Ind Tech Res Inst 液態螢光劑組成物及發光裝置
US8585253B2 (en) 2009-08-20 2013-11-19 Illumitex, Inc. System and method for color mixing lens array
US8449128B2 (en) * 2009-08-20 2013-05-28 Illumitex, Inc. System and method for a lens and phosphor layer
JP5678592B2 (ja) * 2009-12-02 2015-03-04 横浜ゴム株式会社 加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物およびこれを用いる光半導体封止体
JP5050045B2 (ja) * 2009-12-22 2012-10-17 株式会社東芝 発光装置
CN102117876B (zh) * 2009-12-30 2013-02-27 展晶科技(深圳)有限公司 半导体封装结构
US8729581B2 (en) * 2010-01-13 2014-05-20 Apple Inc. Light guide for LED source
JP5421799B2 (ja) * 2010-01-18 2014-02-19 パナソニック株式会社 Ｌｅｄユニット
JP2011159813A (ja) * 2010-02-01 2011-08-18 Panasonic Electric Works Co Ltd 発光装置
WO2011118109A1 (ja) * 2010-03-23 2011-09-29 株式会社朝日ラバー 可撓性反射基材、その製造方法及びその反射基材に用いる原材料組成物
JP5844252B2 (ja) 2010-04-02 2016-01-13 株式会社カネカ 硬化性樹脂組成物、硬化性樹脂組成物タブレット、成形体、半導体のパッケージ、半導体部品及び発光ダイオード
WO2011136302A1 (ja) * 2010-04-28 2011-11-03 三菱化学株式会社 半導体発光装置用パッケージ及び発光装置
TWI505509B (zh) * 2010-06-21 2015-10-21 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 發光二極體及光源模組
KR20120008359A (ko) * 2010-07-16 2012-01-30 삼성모바일디스플레이주식회사 봉지 기판 및 유기 발광부 사이에 ｕｖ 차단 성능 등을 가지는 층을 포함하는 유기 발광 소자
JP5560982B2 (ja) * 2010-07-16 2014-07-30 横浜ゴム株式会社 シラノール縮合触媒、光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物およびこれを用いる封止体
JP5971835B2 (ja) * 2010-08-23 2016-08-17 信越化学工業株式会社 硬化性シリコーン樹脂組成物及びそれを用いた発光ダイオード装置
KR20120024104A (ko) * 2010-09-06 2012-03-14 서울옵토디바이스주식회사 발광 소자
CN102447035B (zh) * 2010-10-06 2015-03-25 赛恩倍吉科技顾问（深圳）有限公司 发光二极管、制造该发光二极管的模具及方法
US8573804B2 (en) 2010-10-08 2013-11-05 Guardian Industries Corp. Light source, device including light source, and/or methods of making the same
US20130207002A1 (en) * 2010-10-22 2013-08-15 Koninklijke Philips Electronics N.V. Luminescent material and light emitting device comprising such luminescent material
CN102569535A (zh) * 2010-12-07 2012-07-11 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管封装结构的制造方法
CN102544303A (zh) * 2010-12-21 2012-07-04 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管封装结构
US8754440B2 (en) * 2011-03-22 2014-06-17 Tsmc Solid State Lighting Ltd. Light-emitting diode (LED) package systems and methods of making the same
US8752997B2 (en) * 2011-04-28 2014-06-17 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Backlight module and method for coating a thermal conducting material on the backlight module
US10686107B2 (en) 2011-07-21 2020-06-16 Cree, Inc. Light emitter devices and components with improved chemical resistance and related methods
US10490712B2 (en) 2011-07-21 2019-11-26 Cree, Inc. Light emitter device packages, components, and methods for improved chemical resistance and related methods
US10211380B2 (en) 2011-07-21 2019-02-19 Cree, Inc. Light emitting devices and components having improved chemical resistance and related methods
WO2013018041A1 (en) * 2011-08-04 2013-02-07 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light converter and lighting unit comprising such light converter
CN102290522B (zh) * 2011-09-16 2013-07-10 陆学中 无线led封装结构及其制造方法
TWI497769B (zh) * 2011-10-03 2015-08-21 Sdi Corp A light - emitting device package and its surface treatment method
KR101939333B1 (ko) 2011-10-07 2019-01-16 서울바이오시스 주식회사 발광 다이오드 패키지
JP6133306B2 (ja) 2011-10-20 2017-05-24 フィリップス ライティング ホールディング ビー ヴィ ランプシェードを有する照明ユニット
US9496466B2 (en) 2011-12-06 2016-11-15 Cree, Inc. Light emitter devices and methods, utilizing light emitting diodes (LEDs), for improved light extraction
US20150221837A1 (en) * 2011-12-26 2015-08-06 Konica Minolta, Inc. Sealant for led device, led device, and method for producing led device
DE102012200327B4 (de) * 2012-01-11 2022-01-05 Osram Gmbh Optoelektronisches Bauelement
KR101869246B1 (ko) * 2012-01-13 2018-07-20 엘지이노텍 주식회사 발광소자 패키지
US9343441B2 (en) 2012-02-13 2016-05-17 Cree, Inc. Light emitter devices having improved light output and related methods
US9240530B2 (en) 2012-02-13 2016-01-19 Cree, Inc. Light emitter devices having improved chemical and physical resistance and related methods
TWI455372B (zh) * 2012-03-07 2014-10-01 Achrolux Inc Ｌｅｄ封裝件及其製法
CN103987657B (zh) * 2012-03-09 2015-09-02 住友大阪水泥股份有限公司 表面修饰金属氧化物粒子材料及光半导体元件密封组合物以及光半导体装置
EP2865703A4 (en) * 2012-05-31 2015-11-18 Konica Minolta Inc SEALANT FOR LIGHT-EMITTING DEVICE, LIGHT-EMITTING DEVICE THEREWITH AND LIGHT-EMITTING DEVICE MANUFACTURING METHOD
TWI460265B (zh) * 2012-11-12 2014-11-11 Ritedia Corp 導熱複合材料及其衍生之發光二極體
JPWO2014087629A1 (ja) * 2012-12-03 2017-01-05 コニカミノルタ株式会社 ディスペンサー塗布用透光性セラミック材料、及びこれを用いたｌｅｄ装置の製造方法
US10497633B2 (en) * 2013-02-06 2019-12-03 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Stretchable electronic systems with fluid containment
JP2013153175A (ja) * 2013-02-26 2013-08-08 Shin Etsu Chem Co Ltd 封止樹脂の変色抑制方法
JP6141064B2 (ja) * 2013-03-21 2017-06-07 日立オートモティブシステムズ株式会社 回路基板と筐体の接続方法
DE102013206225A1 (de) * 2013-04-09 2014-10-09 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung
JP6205824B2 (ja) * 2013-04-26 2017-10-04 富士電機株式会社 パワーモジュール
US9231168B2 (en) 2013-05-02 2016-01-05 Industrial Technology Research Institute Light emitting diode package structure
WO2014189707A1 (en) * 2013-05-20 2014-11-27 Dow Corning Corporation Optomechanical body, modular optomechanical device, optic module, modular optic device, kit and methods
EP3022779B1 (en) * 2013-07-19 2020-03-18 Lumileds Holding B.V. Pc led with optical element and without substrate carrier
US8981408B2 (en) 2013-07-26 2015-03-17 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Light source having liquid encapsulant
JP6211862B2 (ja) * 2013-09-18 2017-10-11 エスアイアイ・セミコンダクタ株式会社 光半導体装置およびその製造方法
US9837584B2 (en) * 2013-11-13 2017-12-05 Lg Innotek Co., Ltd. Bluish green phosphor and light emitting device package including the same
TWI707484B (zh) * 2013-11-14 2020-10-11 晶元光電股份有限公司 發光裝置
JP6428249B2 (ja) 2013-12-25 2018-11-28 日亜化学工業株式会社 発光装置
WO2015115341A1 (ja) 2014-01-31 2015-08-06 住友化学株式会社 半導体発光装置の製造方法
JP6343947B2 (ja) * 2014-01-31 2018-06-20 住友化学株式会社 Ｕｖ−ｌｅｄ用ポリシルセスキオキサン系封止材組成物及びそのための金属アルコキシドの使用
JP2016076634A (ja) * 2014-10-08 2016-05-12 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド Ｌｅｄパッケージ、バックライトユニット及び液晶表示装置
US9705051B2 (en) * 2014-11-18 2017-07-11 PlayNitride Inc. Light emitting device
US9982867B2 (en) * 2015-05-29 2018-05-29 Nichia Corporation Wavelength converting member and light source device having the wavelength converting member
EP3104067B1 (en) * 2015-06-08 2018-11-21 Epistar Corporation Lighting apparatus
DE102015111910A1 (de) * 2015-07-22 2017-01-26 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement, Verbund von optoelektronischen Bauelementen und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements
US10818822B2 (en) * 2016-03-22 2020-10-27 Lg Innotek Co., Ltd. Light emitting device and light-emitting module having same
DE112017002058B4 (de) 2016-04-18 2023-10-05 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements und optoelektronisches Bauelement
TWI721005B (zh) * 2016-08-17 2021-03-11 晶元光電股份有限公司 發光裝置以及其製造方法
JP6630754B2 (ja) * 2017-02-16 2020-01-15 住友化学株式会社 硬化性樹脂組成物、硬化膜及び表示装置
CN106947906A (zh) * 2017-03-23 2017-07-14 合肥仁德电子科技有限公司 一种电子封装材料及其制备方法
TWI631734B (zh) * 2017-04-20 2018-08-01 蔡凱雄 發光二極體裝置及其封裝方法
US20180332686A1 (en) * 2017-05-15 2018-11-15 Sumitomo Chemical Company, Limited Composition, cured product and semiconductor light emitting device
TWI793203B (zh) * 2017-10-26 2023-02-21 晶元光電股份有限公司 發光裝置
JP6962289B2 (ja) 2018-07-31 2021-11-05 株式会社オートネットワーク技術研究所 配線部材
KR102152382B1 (ko) * 2018-08-16 2020-09-04 (주)디씨티 양자점을 포함하는 led 패키지
EP3673846A1 (en) 2018-12-27 2020-07-01 Bogdan Ionescu Device for an electrophysiology procedure
KR20200093900A (ko) 2019-01-29 2020-08-06 삼성전자주식회사 발광 소자 패키지 및 이의 제조 방법
JP7141351B2 (ja) * 2019-02-25 2022-09-22 デンカ株式会社 β型サイアロン蛍光体、発光部材および発光装置
US11349051B2 (en) 2019-05-10 2022-05-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic device and method of producing an optoelectronic device
US11239213B2 (en) * 2019-05-17 2022-02-01 Applied Materials, Inc. In-situ curing of color conversion layer in recess
CN110400864A (zh) * 2019-09-02 2019-11-01 宁波升谱光电股份有限公司 一种led灯及其封装芯片
TWI823371B (zh) * 2020-01-31 2023-11-21 日商日亞化學工業股份有限公司 面狀光源
KR20220072927A (ko) * 2020-11-25 2022-06-03 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20220136584A (ko) * 2021-03-31 2022-10-11 삼성디스플레이 주식회사 전자 제품 및 표시 장치
TWI821731B (zh) * 2021-08-23 2023-11-11 啟端光電股份有限公司 底部發光型發光二極體顯示器
CN114487008B (zh) * 2022-01-28 2022-10-04 深圳大学 一种测量相变混凝土构件复合热学参数的系统及方法
CN115831881B (zh) * 2022-11-29 2024-04-30 无锡市博精电子有限公司 一种半导体封装用管座

Family Cites Families (72)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0656230B2 (ja) 1987-09-28 1994-07-27 三菱重工業株式会社 ガス吹出し機構付きフランジ
JP2884702B2 (ja) 1989-12-26 1999-04-19 化成オプトニクス株式会社 螢光体及びその製造方法
JPH0815731B2 (ja) 1990-03-27 1996-02-21 成雄 安藤 成形品の処理装置
JPH0489871A (ja) 1990-08-01 1992-03-24 Toray Ind Inc シリカ系被膜
JP3725178B2 (ja) 1991-03-22 2005-12-07 東レ・ダウコーニング株式会社 室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物
JP3117485B2 (ja) 1991-07-22 2000-12-11 積水化学工業株式会社 表面が改質されたプラスチック微粒子及びその製造方法
JPH06273942A (ja) 1993-03-23 1994-09-30 Konica Corp 画像形成方法
JP2894921B2 (ja) * 1993-04-30 1999-05-24 シャープ株式会社 半導体装置およびその製造方法
JP3334408B2 (ja) 1995-03-01 2002-10-15 三菱化学株式会社 有機電界発光素子及びその製造方法
JPH08302211A (ja) 1995-05-09 1996-11-19 Toshiba Silicone Co Ltd 難燃性熱可塑性樹脂組成物
JP3703116B2 (ja) * 1995-07-05 2005-10-05 信越化学工業株式会社 オルガノポリシロキサン樹脂の製造方法
US5674936A (en) 1996-05-10 1997-10-07 General Electric Company Non-corrosive translucent RTV compositions having good rheology
JP2927279B2 (ja) 1996-07-29 1999-07-28 日亜化学工業株式会社 発光ダイオード
JPH10228249A (ja) 1996-12-12 1998-08-25 Nichia Chem Ind Ltd 発光ダイオード及びそれを用いたｌｅｄ表示装置
DE19725518A1 (de) * 1997-06-17 1998-12-24 Huels Silicone Gmbh Polyorganosiloxane mit Dialkoxyorganosiloxy-Gruppen
JP4408458B2 (ja) * 1997-06-30 2010-02-03 ダウ コ−ニング コ−ポレ−ション 硬化性シリコーンレジン及び硬化物の各製造方法
JPH11116240A (ja) 1997-10-15 1999-04-27 Nippon Shokubai Co Ltd 紫外線吸収性微粒子およびその用途
JPH11335493A (ja) 1998-05-26 1999-12-07 Tokai Rubber Ind Ltd ゴム製品の製法
JP2000096045A (ja) 1998-09-18 2000-04-04 Kasei Optonix Co Ltd 電界放出型ディスプレイ用蛍光膜及びこれを用いた電界 放出型ディスプレイ装置
JP4286935B2 (ja) 1998-10-14 2009-07-01 株式会社朝日ラバー 調色照明装置
JP2000230093A (ja) * 1998-10-20 2000-08-22 Toray Ind Inc 難燃性樹脂組成物およびそれからなる成形品
JP3523098B2 (ja) 1998-12-28 2004-04-26 信越化学工業株式会社 付加硬化型シリコーン組成物
JP2000231002A (ja) * 1999-02-10 2000-08-22 Konica Corp 光学用レンズ
JP2000272071A (ja) * 1999-03-23 2000-10-03 Mitsubishi Gas Chem Co Inc ポリカーボネート樹脂積層体
JP3275308B2 (ja) 1999-04-13 2002-04-15 サンケン電気株式会社 半導体発光装置及びその製法
JP2000298352A (ja) 1999-04-14 2000-10-24 Jsr Corp 電子部品用材料およびその使用方法
JP4625997B2 (ja) 1999-07-22 2011-02-02 日亜化学工業株式会社 発光ダイオード
JP2001146518A (ja) * 1999-11-19 2001-05-29 Dow Corning Asia Ltd 光学用ポリシロキサン
JP2001192641A (ja) 2000-01-06 2001-07-17 Dow Corning Toray Silicone Co Ltd シーリング材組成物
JP4542656B2 (ja) 2000-02-15 2010-09-15 株式会社朝日ラバー 発光ダイオードの包装装置
JP3685018B2 (ja) 2000-05-09 2005-08-17 日亜化学工業株式会社 発光素子とその製造方法
DE10051242A1 (de) 2000-10-17 2002-04-25 Philips Corp Intellectual Pty Lichtemittierende Vorrichtung mit beschichtetem Leuchtstoff
JP5110744B2 (ja) 2000-12-21 2012-12-26 フィリップス ルミレッズ ライティング カンパニー リミテッド ライアビリティ カンパニー 発光装置及びその製造方法
JP3909826B2 (ja) 2001-02-23 2007-04-25 株式会社カネカ 発光ダイオード
JP3910080B2 (ja) 2001-02-23 2007-04-25 株式会社カネカ 発光ダイオード
FR2825713B1 (fr) 2001-06-07 2005-03-11 Rhodia Chimie Sa Systeme silicone modulateur d'adherence et son utilisation pour la preparation de compositions anti-adherentes durcissables
JP4040858B2 (ja) 2001-10-19 2008-01-30 東レ・ダウコーニング株式会社 硬化性オルガノポリシロキサン組成物および半導体装置
JP2003197976A (ja) 2001-12-27 2003-07-11 Okaya Electric Ind Co Ltd 発光ダイオード
JP4015970B2 (ja) * 2002-06-19 2007-11-28 株式会社日本触媒 有機質無機質複合体微粒子およびその用途
JP2004040031A (ja) 2002-07-08 2004-02-05 Stanley Electric Co Ltd 表面実装型発光ダイオード
KR101016583B1 (ko) * 2002-10-15 2011-02-22 솔베이 어드밴스트 폴리머스 엘.엘.씨. 황화저항성 중축합 중합체 조성물 및 성형품
JP4360595B2 (ja) 2002-10-18 2009-11-11 ペルノックス株式会社 光電変換装置
JP4477335B2 (ja) * 2002-10-22 2010-06-09 有限会社ソフィアプロダクト 光素子用の封着材組成物、封着構造体および光素子
JP2003179270A (ja) 2002-11-07 2003-06-27 Sanken Electric Co Ltd 半導体発光装置
JP2004186168A (ja) 2002-11-29 2004-07-02 Shin Etsu Chem Co Ltd 発光ダイオード素子用シリコーン樹脂組成物
JP2004221186A (ja) * 2003-01-10 2004-08-05 Nanotemu:Kk 半導体発光装置
JP2004231947A (ja) 2003-01-10 2004-08-19 Tsuchiya Co Ltd 蛍光体層形成用液
JP4071639B2 (ja) 2003-01-15 2008-04-02 信越化学工業株式会社 発光ダイオード素子用シリコーン樹脂組成物
US7160972B2 (en) 2003-02-19 2007-01-09 Nusil Technology Llc Optically clear high temperature resistant silicone polymers of high refractive index
JP2004266138A (ja) 2003-03-03 2004-09-24 Hitachi Chem Co Ltd 半導体用接着フィルム、これを用いた樹脂基板及び半導体装置、並びに半導体装置の製造方法
JP4860099B2 (ja) 2003-03-12 2012-01-25 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 室温硬化性ポリオルガノシロキサン組成物
JP2004300247A (ja) 2003-03-31 2004-10-28 Mitsubishi Chemicals Corp 蛍光体及びそれを用いた発光装置、並びに照明装置
JP2004359756A (ja) * 2003-06-03 2004-12-24 Wacker Asahikasei Silicone Co Ltd Ｌｅｄ用封止剤組成物
JP2005022899A (ja) 2003-06-30 2005-01-27 Mitsubishi Chemicals Corp 有機基担持シリカゲル
JP2005022898A (ja) * 2003-06-30 2005-01-27 Mitsubishi Chemicals Corp 有機基含有シリカゲル
JP3897115B2 (ja) * 2003-07-09 2007-03-22 信越化学工業株式会社 半導体素子の封止方法
US7393469B2 (en) * 2003-07-31 2008-07-01 Ramazan Benrashid High performance sol-gel spin-on glass materials
JP4788109B2 (ja) 2003-10-28 2011-10-05 パナソニック電工株式会社 半導体発光装置及びその製造方法
JP2005200546A (ja) * 2004-01-15 2005-07-28 Shin Etsu Chem Co Ltd シリコーンレジン組成物及びそれを用いた被覆物品
JP4904471B2 (ja) 2004-07-07 2012-03-28 東日本旅客鉄道株式会社 経路誘導システム
JP2006077234A (ja) * 2004-08-10 2006-03-23 Shin Etsu Chem Co Ltd Ｌｅｄ素子封止用樹脂組成物および該組成物を硬化してなる硬化物
JP4502257B2 (ja) 2004-09-22 2010-07-14 株式会社Ｉｈｉ検査計測 ２振動子型高温用超音波探触子
JP4293962B2 (ja) 2004-09-24 2009-07-08 シーケーディ株式会社 非接触吸着装置
JP4634810B2 (ja) * 2005-01-20 2011-02-16 信越化学工業株式会社 シリコーン封止型ｌｅｄ
JP2006206721A (ja) 2005-01-27 2006-08-10 Kansai Electric Power Co Inc:The 高耐熱合成高分子化合物及びこれで被覆した高耐電圧半導体装置
JP4876626B2 (ja) 2005-02-23 2012-02-15 三菱化学株式会社 半導体発光デバイス用部材及びその製造方法、並びにそれを用いた半導体発光デバイス
JP2006291018A (ja) 2005-04-08 2006-10-26 Shin Etsu Chem Co Ltd Ｌｅｄ素子封止用硬化性樹脂組成物
JP5034301B2 (ja) 2005-04-15 2012-09-26 Ｊｓｒ株式会社 高屈折材料形成用組成物およびその硬化体、ならびに高屈折材料形成用組成物の製造方法
JP2006336010A (ja) 2005-05-02 2006-12-14 Jsr Corp シロキサン系縮合物およびその製造方法、ポリシロキサン組成物
JP2006348284A (ja) 2005-05-20 2006-12-28 Jsr Corp シロキサン系縮合物およびその製造方法
WO2007034919A1 (ja) 2005-09-22 2007-03-29 Mitsubishi Chemical Corporation 半導体発光デバイス用部材及びその製造方法、並びにそれを用いた半導体発光デバイス
DE602006008259D1 (de) * 2005-12-22 2009-09-17 Rohm & Haas Siloxaneinkapselungen

Also Published As

Publication number Publication date
US20130037748A1 (en) 2013-02-14
TW200821371A (en) 2008-05-16
US20090309116A1 (en) 2009-12-17
KR101500765B1 (ko) 2015-03-09
EP2065931A1 (en) 2009-06-03
US8502364B2 (en) 2013-08-06
TWI472595B (zh) 2015-02-11
WO2008023746A1 (en) 2008-02-28
CN101506969A (zh) 2009-08-12
KR101523482B1 (ko) 2015-05-28
JP6213585B2 (ja) 2017-10-18
JP5880512B2 (ja) 2016-03-09
TW201346010A (zh) 2013-11-16
JP2009105432A (ja) 2009-05-14
JP2016131248A (ja) 2016-07-21
TWI404791B (zh) 2013-08-11
KR20090042807A (ko) 2009-04-30
CN101506969B (zh) 2011-08-31
EP2065931A4 (en) 2013-02-27
JP2014027295A (ja) 2014-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101523482B1 (ko) 반도체 디바이스용 부재, 그리고 반도체 디바이스용 부재 형성액 및 반도체 디바이스용 부재의 제조 방법, 그리고 그것을 이용한 반도체 디바이스용 부재 형성액, 형광체 조성물, 반도체 발광 디바이스, 조명 장치, 및 화상 표시 장치
JP5742916B2 (ja) シリコーン系半導体発光デバイス用部材及びその製造方法、並びにそれを用いた半導体発光デバイス
JP5761397B2 (ja) 半導体発光デバイス用部材形成液、半導体発光デバイス用部材、航空宇宙産業用部材、半導体発光デバイス、及び蛍光体組成物
JP2007116139A (ja) 半導体発光デバイス用部材及びその製造方法、並びにそれを用いた半導体発光デバイス
WO2006090804A1 (ja) 半導体発光デバイス用部材及びその製造方法、並びにそれを用いた半導体発光デバイス
JP2007112975A (ja) 半導体発光デバイス用部材及びその製造方法、並びにそれを用いた半導体発光デバイス
JP4876626B2 (ja) 半導体発光デバイス用部材及びその製造方法、並びにそれを用いた半導体発光デバイス
JP5446078B2 (ja) 半導体デバイス用部材、並びに半導体デバイス用部材形成液及び半導体デバイス用部材の製造方法、並びに、それを用いた半導体発光デバイス、半導体デバイス用部材形成液、及び蛍光体組成物
JP2007019459A (ja) 半導体発光デバイス用部材及びその製造方法、並びにそれを用いた半導体発光デバイス
JP4835199B2 (ja) 半導体発光デバイス用部材及びその製造方法、並びにそれを用いた半導体発光デバイス
JP2009224754A (ja) 半導体発光装置、照明装置、及び画像表示装置
JP2007329510A (ja) 半導体発光デバイス用部材及びその製造方法、並びにそれを用いた半導体発光デバイス
JP2008072110A (ja) 半導体発光デバイス用部材及びその製造方法、並びにそれを用いた半導体発光デバイス
JP4119938B2 (ja) 半導体発光デバイス用部材及びその製造方法、並びにそれを用いた半導体発光デバイス
JP2013232659A (ja) 半導体発光デバイス用部材形成液及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180417

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190417

Year of fee payment: 5