TW202324792A - 導線架、發光裝置用封裝、發光裝置及發光裝置之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之目的在於提供一種能夠更提高光提取效率之發光裝置用之導線架及封裝等。本發明之導線架含有包含金屬之母材、及積層於該母材上之2層以上之含Ag層，於該2層以上之含Ag層中，最上層之含Ag層含有硫，下層之含Ag層係不含硒或不包含不可避免雜質以外之層，該封裝具備將該導線架之最上層之含Ag層以露出之方式進行填埋之基材，該發光裝置具備該封裝及發光元件，上述發光元件安裝於該封裝之露出之最上層之含Ag層之上表面。

Description

導線架、發光裝置用封裝、發光裝置及發光裝置之製造方法
本揭示係關於一種導線架、發光裝置用封裝、發光裝置及發光裝置之製造方法。
於使用半導體發光元件(以下，亦簡稱為「發光元件」)之發光裝置中，大量採用於表面設置有對來自發光元件之光具有高反射率之銀(Ag)之封裝(例如，專利文獻1～4)。 該等發光裝置中，藉由利用局部或整體地積層之鍍銀層或藉由積層結構進行鍍銀層之組成或光澤度等之調整等，實現光之提取效率之提高。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2002-094130號公報 [專利文獻2]日本專利特開昭61-148883號公報 [專利文獻3]日本專利特開2010-199166號公報 [專利文獻4]日本專利特開2014-99496號公報
[發明所欲解決之問題]
然而現狀係尚未達到能夠滿足之充分之光提取效率之提高。 鑒於此種狀況，本揭示之目的在於提供一種能夠更提高光提取效率之發光裝置用導線架及封裝，並且提供一種此種發光裝置及發光裝置之製造方法。 [解決問題之技術手段]
本申請發明包含以下之發明。 (1)一種導線架，其含有： 包含金屬之母材，以及 積層於該母材上之2層以上之含Ag層， 該2層以上之含Ag層中，最上層之含Ag層含有硫， 下層之含Ag層係不含硒或不包含不可避免雜質以外之層。 (2)一種封裝，其具備以本申請中之導線架之最上層之含Ag層露出之方式填埋之基材。 (3)一種發光裝置，其具備上述封裝及 發光元件，上述發光元件安裝於該封裝之所露出之上述最上層之含Ag層之上表面。 (4)一種發光裝置之製造方法，其包括如下步驟： 準備母材， 於該母材上以鍍覆形成基底金屬， 於該基底金屬上以鍍覆形成含Ag層，該含Ag層包含2層以上之積層且於該2層以上之積層之最上層含有硫，而準備導線架， 準備具備該導線架之封裝， 將發光元件安裝於該封裝。 [發明之效果]
根據本揭示，可提供一種能夠更提高光提取效率之發光裝置用之導線架及封裝。 此外，藉由使用此種導線架或封裝，可提供一種更提高光提取效率之發光裝置及發光裝置之製造方法。
以下一面參照附圖一面說明用於實施本發明之形態。但是，以下所示之形態係對用於使本發明之技術思想具體化之導線架、封裝、發光裝置及發光裝置之製造方法進行例示，並非將本發明如下限定。此外，實施形態所記載之構成零件之尺寸、材質、形狀、其相對配置等只要無特定之記載，則並非將本發明之保護範圍僅限定於其之意思，僅為例示。再者，各附圖示出之構件之大小或位置關係等有時為了明確地說明而進行放大。
實施形態1：導線架 該實施形態之導線架含有母材以及積層於該母材上之2層以上之特定之含Ag層，即，最上層之含Ag層含有硫，下層含Ag層不含硒或不包含不可避免雜質以外之層而構成。
作為高效地製造含Ag層之方法，較佳為電鍍法，而於以電鍍法製作含有硫之含Ag層之情形時，於所使用之電鍍液中，除了Ag金屬錯合物以外，為了使含Ag層之表面平滑而製成光反射率較高之表面，少量添加各種有機硫化合物。如此，自添加有機硫化合物之鍍Ag液電鍍析出之含Ag層可獲得反射率較高、平滑之析出結晶粒子，但於鍍覆時含有微量有機硫成分。認為此處所謂硫為有機硫，與原因在於已知Ag通常與空氣中之硫化氫反應，生成硫化銀(I)而發生變黑之現象之硫化銀不同。 H 2S ＋ Ag → Ag 2S ＋ H 2因此，即便於含Ag層中微量存在硫，亦不會如同硫化銀般加速因黑色變色所致之反射率之下降。 再者，於對導線架中之母材之表面實施有鍍覆銀之情形時，若銀變黑則反射率大幅下降，因此通常將銀載置於不進行硫化之環境。
通常，若提昇導線架等光反射構件表面之光澤度，則光之反射率提高，藉由其反射光可提高發光裝置之亮度。但是，由於基於光澤度之提昇之光反射為正反射，因此雖然發光裝置之中央整個面明亮，可獲得強光，但於其周邊部光變弱，成為指向性較高、光分佈性較低之發光裝置。此種發光裝置適合作為聚光燈，但很難認為適合於室外廣告顯示板、發光顯示板、信號機等進而一般照明等。此種發光裝置中，若於光之射出部位配置光擴散材料，則可實現發光裝置之整個面之出射光之均勻性。另一方面，因光擴散材料產生光吸收，導致光提取效率之下降，並且難以調整其分散形態及分量等，產生亮度或顏色偏差。
因此，如上所述，藉由選擇性地配置2層以上之特定之含Ag層，可於不提高光澤度之情況下使亮度提高，即，可實現較高之總光束，可獲得能夠顯著提高光之提取效率之導線架以及發光裝置。並且，藉由選擇性地組合此種特定之含Ag層，可利用比較簡便之製造裝置、製造步驟，於不增大製造成本之情況下實現能獲得此種有利之特性之導線架及發光裝置等。因此，亦能夠提供一種導線架，其不使用難以調整其分散形態及分量等之光擴散材料則能夠構成發光裝置。
如下所述，導線架除了該等母材、2層以上之含Ag層以外，亦可進而含有1個以上之層，例如中間層、基底層等。 具體而言，如圖1A所示，導線架1可進而具有積層於母材1a上之基底層1b及積層於其上之中間層1c。中間層1c例如具有第1中間層1c1及第2中間層1c2等，2層以上之含Ag層1d之下層積層於第2中間層1c2上。該等層只要積層於母材1a之一面即可，但若考慮到該等層之形成方法，則較佳為積層於母材1a之整個表面，即，表面、背面及側面之整個面。
另外，本申請中導線架反射來自發光元件及後述之波長轉換構件之發光。導線架1若為能夠發揮此種反射功能之形態，則亦可以如此形態應用。例如，可設置於發光元件之下方，亦可設為環繞發光元件之反射器形狀。此外，作為板狀之導線架，可實現作為形成於絕緣性之基體上之配線圖案，作為任意地利用線等與發光元件電連接之正負之導電構件之作用。而且，導線架1亦可兼具作為載置發光元件之載置構件、進行放熱之放熱構件、與發光元件電連接之導電構件之功能。
(含Ag層1d) 含Ag層1d被積層2層以上而設置於導線架1之表面。 含Ag層1d由Ag單體、Ag與選自由Au、Pt、Rh、Pd、Os、Ru、Sn、In、Zn及Te等所組成之群中之1種以上之元素之合金形成。於為Ag合金之情形時，銀之比例較佳為約70重量%～99重量%。
含Ag層1d之合計厚度較佳為約0.05 μm～約5.0 μm。若含Ag層1d之合計厚度為0.05 μm以上，則光反射率較高，因此較佳。此外，若含Ag層1d之合計厚度超過5.0 μm，則昂貴之銀之使用量增加，不經濟，但尤其是作為發光裝置無缺點。就將材料成本之增加抑制於最小限度以及焊線性等安裝可靠性之觀點及防止硫化之觀點而言，含Ag層1d之合計厚度較佳為約0.1 μm～約3.5 μm。為了提高光反射率，更佳為約0.5 μm～約3.5 μm。而且，為了防止來自基底層等之元素等之擴散，進而較佳為約0.5 μm～約3.0 μm。
如圖1B所示，於2層以上之含Ag層1d中，含Ag層1d1層係不含硒之層或不含不可避免之雜質以外之含Ag層。含Ag層1d1層中之硒元素之濃度較佳為0.01重量ppm～30重量ppm左右。此外，不可避免之雜質係指例如於以電鍍法製作含Ag層之情形時，自製作中使用之鍍銀液中之氰化鹽、碳酸鹽、磷酸鹽等鹽類、銅或鐵雜質鹽混入之碳、氮、氧、磷、銅等微量雜質、或含有該等之化合物。該等雜質係指由通常之經電鍍之含Ag層藉由高靈敏度質譜儀等之測定進行檢測之元素。含Ag層1d1可為單層，亦可為2層以上。較佳為不含硒係由於以電鍍法製作含Ag層之情形時，於使用之Ag鍍覆液中放入微量之硒添加劑而使用則由於難以精密地管理Se添加劑濃度，極難獲得穩定之鍍Ag外觀。
如圖1B所示，於2層以上之含Ag層1d中，最上層之含Ag層1d2含有硫。最上層之含Ag層中之硫元素之濃度較佳為20重量ppm～250重量ppm，更佳為50重量ppm以上，進而較佳為200重量ppm以下。藉由設為該範圍，可獲得充分之光反射率，提高光之提取效率。同時，可於不使皮膜之純度下降之情況下防止例如安裝組裝發光元件時之黏片(Die Bond)性，焊線(Wire Bond)性等之下降。
最上層之含Ag層1d2中之硫係由於以電鍍法製作之情形時，包含鍍覆液中之有機硫成分之光澤劑之一部分混入至含Ag層。包含該有機硫成分之光澤劑例如可作為將含硫之雜環化合物、硫醇化合物作為光澤劑之市售之鍍覆液獲得。
對於本實施形態之導線架而言，相對於可見光區域之波長之光之反射率較佳為70%以上，更佳為80%以上。由此，能夠提高光提取效率。為了提高光反射率，如後所述，可列舉使用平坦度較高之母材1a。 此外，就光分佈性之觀點而言，較佳為無光澤至半光澤。光澤度可列舉0.3～1.4，較佳為0.6～1.2。藉由設為此種光澤度，可防止光提取效率顯著下降，並且可防止入射至導線架之光之正反射之增加所引起之光分佈之變差。此處示出之光澤度係使用微小面色差計VSR 300A(日本電色工業製造)以45°照射、垂直受光中獲得之值。光澤度可藉由使含有硫成分之最上層之含Ag層與下層含Ag層之厚度之比產生變化而進行調整。
2層以上之含Ag層1d之含有硫成分之最上層之含Ag層1d2與下層含Ag層1d1之厚度之比率較佳為最上層之含Ag層1d2：下層含Ag層1d1＝1：1～99，例如，1：99～50：50。藉由使含有硫成分之最上層之含Ag層1d2之厚度為含Ag層1d之合計厚度之1/99～50/50，可於不降低光提取效率，此外，入射之光之正反射不過度增大之情況下，適當地調整光分佈。
2層以上之含Ag層1d亦可不設置於導線架1之整個表面。即，只要導線架1之表面之至少一部分為含Ag層1d即可。 例如，於圖2A及圖3A所示之封裝中，未於作為基材3之樹脂成型體之凹部之底面露出之部位，即，導線架1中之埋設於樹脂成型體之側壁之內部之部位、露出於樹脂成型體之外部之外部端子、露出於樹脂成型體之底面側之元件之安裝部位之一部分或全部，亦可不設置含Ag層1d。
例如，如圖1所示，含Ag層1d可設置於導線架1之表面及背面此兩者，亦可僅設置於一面，不設置於另一面。此外，亦可僅設置於一面中之一部分。此外，含Ag層1d可於其全部上為同等之厚度，亦可具有不同之厚度。具體而言，含Ag層1d可設置於導線架1之表面及背面且一面之厚度比另一面更厚。藉由於使發光元件搭載之上表面、發光元件之附近之部分設置較厚之含Ag層1d，可實現光提取效率之提高。如此，藉由使厚度不同，可減少Ag等材料之量，有效地減少材料成本。
作為於導線架1之一部分形成含Ag層1d之方法，可列舉於將含Ag層1d成膜時用抗蝕劑或保護膠帶等來將不形成含Ag層1d之部分以掩模進行保護之方法等。
(母材1a) 導線架1具備母材1a，其係於其上積層含Ag層1d。母材1a作為確定導線架1之大致形狀之材料而使用。 作為母材1a之材料，可列舉Cu、Fe等金屬及該等之合金或批覆材(例如Cu/FeNi/Cu之積層體)等。尤其是除了放熱性以外，亦就機械特性、電特性、加工性等觀點而言，較佳為Cu及其合金。此外，由於批覆材可較低地抑制線膨脹係數，因此可提高發光裝置等之可靠性。
母材1a之形狀可根據應用之形態而適當選擇。例如，可為板狀、塊狀、膜狀等形狀，可於陶瓷等上以印刷等設置之配線圖案或於此種圖案上鍍覆有Cu或其合金之配線圖案之形狀。 母材1a之厚度可設定為可作為導線架等使用之厚度等。
為了提高導線架1之光反射率，母材1a較佳為其平坦度較高。例如，較佳為將母材1a之表面粗糙度Ra設為0.5 μm以下。由此，可提高母材1a上設置之基底層1b、中間層1c及含Ag層1d之平坦度，即便使反射光之含Ag層1d之厚度設為非常薄之0.1 μm～0.5 μm，亦可提高導線架1之光反射率。母材1a之平坦度可藉由進行壓延處理、物理研磨、化學研磨等處理來提高。
(基底層1b) 如上所述，導線架1可於母材1a與含Ag層1d之間具有基底層1b。 基底層1b例如可由Cu、Ni、NiCo、NiSn、NiP等形成。其中，較佳為使用能夠容易地製造之Cu或Ni。就Cu而言，即便母材為Cu合金亦具有減輕母材之加工劃痕或凹凸之效果，除此以外，亦可於導線架整體形成無不均之均勻含Ag層。於母材為銅或銅合金之情形時，Ni或其合金層作為阻隔向含Ag層擴散之層較為有效。
基底層1b之厚度較佳為例如約0.05 μm～約10 μm，更佳為約0.1 μm～約5 μm。藉由將厚度設為該範圍，可減少母材1a之凹凸，或有效地減少金屬元素例如銅向含Ag層之擴散。此外，可減少原材料及製造成本。
(中間層1c) 導線架1可於母材1a與含Ag層1d之間，尤其係於基底層1b與含Ag層1d之間具有中間層1c。中間層1c可為單層結構，亦可為積層結構。如圖1所示，中間層1c較佳為具有第1中間層1c1及第2中間層1c2。
中間層1c例如可列舉包含選自由Ni、NiP、Pd及Au所組成之群中之至少1種金屬或金屬化合物之層。 設置於含Ag層1d之正下方之中間層1c，例如第2中間層1c2較佳為使用與Ag密接性較高且與Ag相比難以與硫成分反應之金屬。具體而言，較佳為Au、Au合金，特別較佳為Au。 設置於基底層1b之正上方之中間層1c，例如第1中間層1c1較佳為Pd、Pd合金等。
於以含有Cu之材料為母材1a之情形時，較佳為於母材1a上設置Ni或NiP合金即基底層1b，於其上依次積層Pd或Pd合金之第1中間層1c1、Au之第2中間層1c2。藉由設為此種構成，可抑制母材1a之Cu向含Ag層1d擴散，並且可提高含Ag層1d之密接性及焊線性。 中間層1c可製成兼具防止硫化及防止擴散此兩者之層。由此，可減少成本。例如，Au難以與硫成分反應，擴散防止之效果亦較高，因此可較佳使用。
(導線架1之製造) 底鍍覆層1b、中間層1c及含Ag層1d等層只要可實現上述構成，則可利用於該領域公知之成膜方法形成。但是，對於作為發光裝置之反射構件使用之具備含Ag層之導線架，搭載發光元件之部分及用於與安裝基板等接合之外部端子即所謂之外部引線部分此兩者通常具備含Ag層，因此對於條材形狀，無論為整個面或部分，均較佳為依次藉由鍍覆形成。 作為鍍覆之方法，可使用電鍍、非電解鍍覆等中之任一者。其中，電鍍由於層之形成速度較快且可提高量產性，因此較佳。此外，更佳為藉由所謂之卷對卷方式連續地進行鍍覆之方法。
首先，較佳為準備母材1a，對母材1a進行前處理。作為前處理，可列舉稀硫酸、稀硝酸、稀鹽酸等之酸處理、市售之脫脂劑等之鹼處理等。可將該處理進行1次或多次，可組合進行相同或不同之處理。於進行複數次前處理之情形時，較佳為於各處理後使用純水進行流水清洗。於母材1a包含Cu或含有Cu之合金之金屬板之情形時，較佳為稀硫酸，於包含Fe或含有Fe之合金之金屬板之情形時，較佳為稀鹽酸。
於母材1a上形成基底層1b。於基底層1b由Ni或NiP合金形成之情形時，可使用NiP合金鍍覆液形成。 中間層1c可使用用於獲得目標材料層之鍍覆液形成。
於以電鍍形成含Ag層1d之情形時，藉由併用不具有光澤劑之鍍覆液、Se系光澤劑、Sb系光澤劑、S系光澤劑、有機系光澤劑等光澤劑，可提高光澤度。若大量使用光澤劑，則有時該等光澤劑之成分混入至含Ag層1d中，成為使耐腐蝕性變差之主要原因，但藉由於鍍覆形成含Ag層1d之前形成基底層1c，控制其膜質，從而可減少光澤劑之使用，同時提高光澤度。其結果，可獲得具有較高之光澤度且耐腐蝕性亦優異之導線架1。
於連續鍍覆之方法(卷對卷方式)中，例如，使導線架通過用鍍銀液充滿之1 m左右長度之溢流之電解處理槽之複數段。若該電解處理槽為超過1 m之長度，則由於導線架材料之電阻，無法自位於電解處理槽之兩端之給電部向導線架整體通電，無法進行正常之鍍銀，因此為了確保2 μm～5 μm左右之鍍銀厚度，需要以複數段通過電解處理槽。
將連續地鍍覆時之鍍覆裝置之處理步驟圖之一個例子示於圖5A及5B。鍍覆前之帶狀之導線架藉由自圖5之導線架鍍覆前捲取卷100連續地經各處理槽101A、102A、103A、104A、105A之處理而連續地生成鍍覆層。於各處理槽間可具有2段或3段之水洗槽。最後用熱風乾燥裝置108乾燥後，作為進行鍍Ag之導線架，作為導線架鍍覆後捲取卷109，完成鍍Ag導線架。 導線架鍍覆前捲取卷100於鹼性電解脫脂處理槽101A中除去油污等而製成潔淨之母材1a。於鹼性電解脫脂處理槽中，利用泵自鹼性電解脫脂液儲備罐101B供給鹼性電解脫脂液，於溢流槽將導線架處理後，再次返回至鹼性電解脫脂儲備罐101B。同樣地可於酸中和處理槽102A、底鍍覆1b處理槽103A、中間鍍覆1c1處理槽104A、中間鍍覆1c2處理槽105A、鍍Ag1d1處理槽106A、鍍Ag1d2處理槽依次進行鍍覆處理而完成鍍Ag導線架。
通常之連續鍍覆裝置中，如圖5A所示，於自1個儲備罐106B對作為複數段電解處理槽之2個鍍Ag1d1處理槽及鍍Ag1d2處理槽供給鍍Ag液之情形時，所獲得之鍍銀皮膜嚴格而言為積層結構，但是，即便以FIB-SEM、SEM-EBSD等觀察截面部，亦難以觀察用各鍍覆處理槽鍍覆之膜間之界面，一般被視為單層鍍覆。
另一方面，一台連續鍍覆裝置中，亦能夠形成2種光澤度不同之鍍銀導線架。為了形成本實施形態之積層結構，有時亦自各自獨立之儲備罐供給銀鍍覆。 例如，如圖5B所示，使用能夠自相對於鍍Ag處理槽106A及107A各自獨立之鍍Ag1d1液體儲備罐106B及鍍Ag1d2液體儲備罐107B供給鍍Ag液之裝置，製作鍍Ag導線架。於使用該裝置用同一連續鍍覆裝置製造光澤度0.8之鍍Ag導線架製品及光澤度1.2之鍍Ag導線架製品之情形時，於自對複數個電解處理槽供給之鍍Ag液之光澤劑濃度進行了改變之各個獨立之儲備罐供給Ag鍍覆。然後，例如，於製作光澤度0.8之鍍Ag導線架之情形時，於獲得光澤度0.8之鍍Ag之Ag鍍覆處理槽106A中進行1段鍍覆後，於鍍Ag處理槽107A停止泵而停止自鍍Ag1d2液體儲備罐107B向鍍Ag處理槽107A之鍍Ag液之供給，僅進行1段鍍覆而完成。另一方面，於製作光澤度1.2之鍍銀導線架之情形時，於獲得光澤度0.8之鍍Ag處理槽106A之處理槽中進行1段鍍覆後，於獲得光澤度1.6之鍍Ag處理槽107A之處理槽中進行第2段之鍍覆，從而可製作光澤度1.2之鍍Ag導線架。如此可於包含2段以上之複數個段數之由改變了光澤劑之濃度、或光澤劑之種類之各種鍍Ag液獲得之鍍Ag處理槽中連續地鍍覆，製作積層鍍Ag導線架。再者，圖5A及圖5B之處理步驟之鍍覆裝置僅為一個例子，各處理槽可根據製造之導線架之式樣，對各處理步驟設為複數個或進行減少。此外，對於各處理步驟之處理層之長度，可根據製造之鍍覆式樣來調整處理槽之長度。
於此種連續鍍覆裝置中進行深入研究之結果，例如，自含有硫光澤劑之鍍Ag液獲得之鍍Ag層通常於1 μm以上之鍍覆層厚度時光澤度為1.5以上，於2 μm以上之鍍覆層厚度時光澤度超過1.8。於利用具備高光澤度之鍍銀層之導線架之發光裝置雖然成為所謂之總光束較高之發光裝置，但由於鍍銀層接近鏡面而成為正反射，因此對於一般照明用途需要使用光擴散材料進行光分佈特性之調整。但是，於LED顯示板等顯示器等之用途中，若排列複數個使用光擴散材料之發光裝置，則由於各個發光裝置內之光擴散材料之分散狀態及/或分量之差異，排列之顯示板之亮度及顏色產生偏差，無法成為實用之顯示裝置。 與此相對，該實施形態中，藉由對最上層之含Ag層中使用由以硫為光澤劑之鍍Ag液製成之積層結構之含Ag層，即，藉由使用在2層以上之含Ag層中於下層側配置光澤度較低之含銀層且於最上層之含Ag層配置含有硫之含Ag層之導線架，從而能提供儘管光澤度較低但發光效率顯著較高之發光裝置。
實施形態2：封裝 如圖2A及2B所示，該實施形態之封裝例如具備上述導線架1及作為基材3之樹脂成型體。樹脂成型體係用於支持或保持導線架1之構件。樹脂成型體於上表面具有凹部31，以於凹部31之底面露出一對導線架1之含Ag層之方式埋設有導線架1。
導線架1中，下層1b大多時比通常之金屬層更脆，因此若使具備下層1b之導線架1彎曲，則有可能發生含Ag層1d被破壞或含Ag層1d產生裂紋。由此，有可能產生導線架1之母材1a之氧化或硫化等，發光裝置之可靠性下降。 但是，如圖2A及2B所示，藉由將上述導線架1製成大致平板狀且不具有彎曲部之形狀，可提高作為光反射材料之可靠性。
(基材3) 基材3係一體地保持一對導線架1之構件。 基材3之俯視形狀可為如圖2A所示之大致正方形。其中，可製成橫長之矩形、其他四邊形、多邊形以及將該等組合之形狀。 對於基材3之凹部31，其側壁之內面可相對於底面垂直，可如圖2A及2B所示般傾斜，亦可具有階差面。凹部31之深度、開口部之形狀等可根據目的及用途而適當調整。較佳為於凹部31之內面設置光反射材料，除了於底面使導線架1露出以外，亦可於側壁之內面具備光反射材料。
基材3可由熱硬化性樹脂、熱塑性樹脂形成。其中，較佳為使用熱硬化性樹脂。作為熱硬化性樹脂，較佳為與用於後述之密封構件之樹脂相比氣體透過性更低之樹脂，具體而言，可列舉環氧樹脂組合物、有機矽樹脂組合物、有機矽改性環氧樹脂等改性環氧樹脂組合物、環氧改性有機矽樹脂等改性有機矽樹脂組合物、聚醯亞胺樹脂組合物、改性聚醯亞胺樹脂組合物、聚胺基甲酸酯樹脂、改性聚胺基甲酸酯樹脂組合物等。
較佳為，基材3進而含有TiO 2、SiO 2、Al 2O 3、MgO、MgCO 3、CaCO 3、Mg(OH) 2、Ca(OH) 2等微粒等作為填充材料(填料)，從而調整光之透射率，使來自發光元件之光之約60%以上反射，更佳為使約90%反射。 基體3除了樹脂以外，亦可由陶瓷、玻璃及金屬等無機物形成。由此，可製造劣化等較少、可靠性較高之發光裝置。
實施形態3：封裝 如圖4A及4B所示，該實施形態之封裝例如具備上述導線架1及基材3。基材3於俯視時為橫長，於其上表面具有橫長之凹部31。以於凹部31之底面露出一對導線架1之含Ag層之方式填埋有導線架1。導線架1於基材3之外側突出一部分，根據基材3之形狀，於與上表面對向之背面側及與上表面鄰接之下面側彎曲而構成外部端子。
實施形態4：發光裝置 如圖2A及2B所示，該實施形態之發光裝置10具備上述封裝及於俯視時為矩形之發光元件2。封裝於基材3之上表面具有凹部31，於凹部31之底面露出一對導線架1之含Ag層，導線架1之一部分填埋於基材3。發光元件2安裝於所露出之含Ag層之上表面。所露出之含Ag層之上表面反射來自發光元件2及後述之波長轉換構件之發光。於安裝有發光元件2之凹部內密封有密封構件5。密封構件5由含有螢光體之透光性樹脂形成。
此種發光裝置中，與導線架1之含Ag層1d之厚度無關地具有較高之光反射率。因此，可製成光提取效率較高之發光裝置。 即，於母材及基底層上藉由鍍覆而設置之含Ag層等金屬層通常受到母材及基底層上之鍍覆結晶結構之影響。即，於母材及基底層具有結晶結構之情形時，設置於其上之金屬層受到其結晶結構之影響，進行所謂之外延生長。另一方面，確認到自母材等繼承之結晶結構對含Ag層、尤其是厚度為1 μm以下之含Ag層之光反射率產生不良影響。因此，藉由於母材1a與含Ag層1d之間設置能夠減少母材等之結晶結構之影響之基底層1b，從而可減少或排除於母材1a上以鍍覆設置之含Ag層1d受到母材1a之結晶結構之影響。其結果，可形成緻密且缺陷較少之具有微細之Ag原來之結晶結構，光反射率較高之含Ag層1d。由此，即便減薄含Ag層1d之厚度，亦可獲得光反射率較高之導線架1，可構成光提取效率較高之發光裝置。
(發光元件2) 發光元件2被設置於自發光元件2射出之光反射於導線架1之位置。例如，如圖2A及2B所示，發光元件2設置於使導線架1露出於底面之基材3之凹部內。即，發光元件2安裝於導線架1上。由此，可提高發光裝置10之光提取效率。 發光元件2可選擇任意之波長之半導體發光元件。例如，作為藍色、綠色發光之發光元件2，可使用利用InGaN、GaN、AlGaN等氮化物系半導體、GaP之發光元件。此外，作為紅色之發光元件，可使用GaAlAs、AlInGaP等。而且，亦可使用包含其以外之材料之發光元件2。所使用之發光元件2之組成、發光顏色、大小、個數等可根據目的而適當選擇。
於發光裝置10具備波長轉換構件之情形時，較佳為可列舉能夠高效地激發該波長轉換構件之可發光短波長之氮化物半導體。可根據半導體層之材料及其混合晶比選擇各種各樣之發光波長。此外，可製成不僅輸出可見光區域之光，而且亦能輸出紫外線或紅外線之發光元件2。
發光元件2具有正負之電極。該等正負之電極可設置於一面側，亦可設置於發光元件2之上下兩面。發光元件2可利用後述之接合構件4及線6，與導線架1連接，亦可利用接合構件進行倒裝式安裝。 於導線架1之含Ag層1d上安裝發光元件2之情形時，可提高光提取效率，因此較佳。
為了對發光元件2給電，除了以接合構件4作為導電性零件與發光元件2之電極接合以外，亦可使用線6。線6亦能夠以連接複數個發光元件2之間之方式進行連接。此外，如圖2A及2B所示，可按各個發光元件2各自連接於導線架1。
(接合構件4) 接合構件4係將發光元件2固定於導線架1而進行安裝之構件。較佳為導電性之接合構件4，例如可列舉：銀、金、鈀等之導電性糊料，Au-Sn、Sn-Ag-Cu等共晶焊料材料，低熔點金屬等之釺料，Cu、Ag、Au粒子或皮膜等。此外，亦可使用絕緣性之材料作為接合構件4。例如，可使用環氧樹脂組合物、有機矽樹脂組合物、聚醯亞胺樹脂組合物、該等之改性樹脂、混合樹脂等。於使用該等樹脂之情形時，考慮到因來自發光元件2之光及熱所致之劣化，較佳為於發光元件2之安裝面設置Al膜或Ag膜等反射率較高之金屬層、介電體反射膜等。
(密封構件5) 發光裝置10可具備密封構件5。藉由以被覆發光元件2、導線架1、線6等之方式設置密封構件5，可保護所被覆之構件免受塵埃、水分、外力等之影響，可提高發光裝置之可靠性。
密封構件5較佳為具有能夠透過來自發光元件2之光之透光性以及不易因其劣化之耐光性。作為具體之材料，可列舉：有機矽樹脂組合物、改性有機矽樹脂組合物、改性環氧樹脂組合物、氟樹脂組合物等之具有能夠透過來自發光元件之光之透光性之絕緣樹脂組合物。其中，較佳為含有至少1種以上之二甲基有機矽、苯基含量較少之苯基有機矽、氟系有機矽樹脂等具有矽氧烷骨架之樹脂之混合樹脂等。
於密封構件5為樹脂之情形時，作為密封構件5之形成方法可使用滴灌(滴下)法、壓縮成型法、印刷法、轉移模塑法、噴射點膠法、噴塗法等。於具有如圖2A及2B之凹部31之基體3之情形時，較佳為滴灌法，於使用平板狀之基體3之情形時，較佳為壓縮成型法或轉移模塑法。
如圖2A及2B所示，密封構件5能夠以填充基材3之凹部31內之方式設置。 對於密封構件5之外表面之形狀，可根據發光裝置10所要求之光分佈特性等進行各種選擇。例如，藉由使上表面為凸狀透鏡形狀、凹狀透鏡形狀、菲涅爾透鏡形狀、粗糙面等，可調整發光裝置之指向特性及光提取效率。
密封構件5亦可含有波長轉換構件、著色劑、光擴散劑、光反射材料、各種填料等添加劑，就光吸收等觀點而言，較佳為不含波長轉換構件以外之添加劑。
波長轉換構件係使發光元件2之光進行波長轉換之材料。來自發光元件2之發光為藍色光之情形時，作為波長轉換構件，較佳為使用作為鋁氧化物系螢光體之一種之釔・鋁・石榴石系螢光體(以下，稱為「YAG：Ce」)。YAG：Ce螢光體部分吸收來自發光元件之藍色系之光而發出屬於互補色之黃色系之光，因此可比較簡單地形成發出白色系之混色光之高輸出功率之發光裝置100。 作為著色劑，可列舉碳黑等。 作為光擴散劑，可列舉：二氧化矽、二氧化鈦、氧化鎂、碳酸鎂、氫氧化鎂、碳酸鈣、氫氧化鈣、矽酸鈣、氧化鋅、鈦酸鋇、氧化鋁、氧化鐵、氧化鉻、氧化錳、玻璃等。 作為光反射材料，可列舉：二氧化鈦、二氧化矽、二氧化鋯、鈦酸鉀、氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、莫來石、氧化鈮、硫酸鋇、各種稀土氧化物(例如，氧化釔、氧化釓)等。 作為填料，可列舉：玻璃纖維、矽灰石等纖維狀填料、碳等無機填料等。
(線6) 線6係連接發光元件2與導線架1等之構件。線6之材料較佳使用Au、Al、Cu等金屬及該等之合金。此外，可使用於芯之表面以與芯不同之材料設置被覆層而成之線，例如，於Cu之芯之表面設置Pd或PdAu合金等作為被覆層之線。其中，較佳為選自可靠性較高之Au、Ag、Ag合金中之任一種。其中，較佳為使用光反射率較高之Ag或Ag合金。此時，線6較佳為由保護膜被覆。由此，可防止含有Ag之線之硫化及斷線，提高發光裝置之可靠性。
於導線架1之母材1a為Cu、線6為Ag或Ag合金之情形時，藉由於其間具備基底層1b、或中間層1c，可抑制Cu與Ag之間之局部電池之形成。由此，可減少導線架1或線6劣化之虞，可製成可靠性較高之發光裝置。
(保護膜) 發光裝置亦可進而具備保護膜。保護膜係至少被覆設置於導線架1之表面之含Ag層1d，主要抑制導線架1之表面之含Ag層1d之變色或腐蝕之構件。進而，亦可任意地被覆發光元件2、接合構件4、線6、基材3(樹脂成型體)等導線架1以外之構件之表面、導線架1之未設置含Ag層1d之表面。
保護膜較佳為藉由原子層沈積法(亦稱為ALD)形成。根據ALD法，可製膜非常均勻之保護膜，並且所形成之保護膜較藉由其他成膜方法獲得之保護膜緻密，因此可極其有效地防止含Ag層1d之硫化。
作為保護膜之材料，可列舉：Al 2O 3、SiO 2、TiO 2、ZrO 2、ZnO、Nb 2O 5、MgO、In 2O 3、Ta 2O 5、HfO 2、SeO、Y 2O 3、SnO 2等氧化物、AlN、TiN、ZrN等氮化物、ZnF 2、SrF 2等氟化物。該等可單獨使用，亦可組合使用。保護膜可為單層或積層結構中之任一者。
發光裝置10可進而具備各種構件。例如，亦可搭載齊納二極管作為保護元件。
實施形態5：發光裝置之製造方法 發光裝置10係導線架1不具有彎曲部之平板狀。 此種發光裝置10可藉由以下製造方法製造。 首先，如圖3A所示，將作為母材1a之Cu之金屬板進行衝壓而形成複數個一對引線。 繼而，藉由濕式蝕刻，於金屬板之特定之位置形成階差。於形成階差後，利用鍍覆法於母材1a之表面依次形成基底層1b、中間層1c及含Ag層1d1及1d2，形成導線架1。
如圖3B所示，於如此獲得之導線架1上利用轉移模塑法形成作為基材3之樹脂成型體。如圖3B所示，樹脂成型體以一對引線分別於凹部31之底面露出之方式形成。
繼而，如圖3C所示，於形成有基材3之導線架1之元件載置區域，經由接合構件載置發光元件2。利用線連接發光元件2與導線架1。其後，於各個凹部31內形成密封構件5。
如圖3D所示，將導線架1與基材3使用切片機等切斷，個片化為如圖2A及2B所示之各個發光裝置10。藉由該切斷，於發光裝置10之外側面露出導線架1之截面。該截面中，露出有母材1a、非晶質層1b、基底層1c及含Ag層1d。 藉由此種製造方法，可製造具有不具有彎曲部之平板狀之導線架1之發光裝置10。
實施形態6：發光裝置 如圖4A及4B所示，該實施形態之發光裝置20具備於俯視時為矩形之發光元件2；於表面具備含Ag層之一對板狀之導線架；以及，填埋有導線架1之一部分之作為基材3之樹脂成型體。
樹脂成型體於俯視時為橫長之形狀，於其上表面具有橫長之凹部31。於凹部31之底面，以一對導線架1之含Ag層露出之方式填埋導線架1。導線架1於基材3之外側一部分突出，根據基材3之形狀，於與上表面對向之背面側及與上表面鄰接之下面側彎曲，構成外部端子。 然後，以被覆該等構件之方式於樹脂成型體之凹部31內填充密封構件5。
以下，詳細地表示一對導線架及使用其之發光裝置之實施例。 實施例1 於Cu之母材之表面，藉由電鍍依次形成作為基底層之厚度0.8 μm之Cu層、於其上之作為下層含Ag層之由不含光澤劑之鍍Ag液獲得之無光澤含Ag層(厚度：0.1 μm)、以及於其上之作為最上層含Ag層之由包含硫光澤劑之鍍Ag液獲得之含Ag層(厚度：3.0 μm)，準備一對導線架。
實施例2～4 與實施例1同樣地藉由電鍍形成表1所示之各層，準備一對導線架。
比較例1～4 與實施例1同樣地，不形成下層含Ag層而藉由電鍍形成表1所示之各層，準備一對導線架。
[表1]
   母材 基底層 下層含Ag層 最上層含Ag層 最上層含Ag層厚/下層含Ag層厚
實施例
1 銅材 鍍銅0.8 µm厚 不含光澤劑之鍍銀2.5 µm厚 (鍍覆時間 60秒) 硫系光澤鍍銀0.2 µm厚 (鍍覆時間 6秒) 7/93
2 銅材 鍍銅0.8 µm厚 不含光澤劑之鍍銀2.0 µm厚 (鍍覆時間 48秒) 硫系光澤鍍銀0.6 µm厚 (鍍覆時間 16秒) 38/62
3 銅材 鍍銅0.8 µm厚 不含光澤劑之鍍銀覆1.5 µm厚 (鍍覆時間 36秒) 硫系光澤鍍銀0.8 µm厚 (鍍覆時間 22秒) 43/57
4 銅材 鍍銅0.8 µm厚 硒系光澤鍍銀1.5 µm厚 (鍍覆時間 36秒) 硫系光澤鍍銀0.8 µm厚 (鍍覆時間 22秒) 35/65
比較例
1 銅材 鍍銅0.8 µm厚 無 硒系光澤鍍銀2.5 µm厚 0/100
2 銅材 鍍銅0.8 µm厚 無 硒系光澤鍍銀2.5 µm厚 0/100
3 銅材 鍍銅0.8 µm厚 無 硒系光澤鍍銀2.5 µm厚 0/100
4 銅材 鍍銅0.8 µm厚 無 硒系光澤鍍銀2.5 µm厚 0/100
以如下方式進行實施例中之含Ag層之形成。 使用市售之鹼性電解脫脂液將銅系之導線架脫脂，其後，用10%硫酸水進行酸中和。繼而，用以下組成之鍍銅液以液溫60℃、電流密度4A/dm 2進行鍍覆厚度0.8 μm之鍍銅。 鍍銅液組成： 氰化銅鉀＝200 g/L 氰化鉀＝25 g/L 碳酸鉀＝15 g/L
其後，用以下組成之衝擊鍍銀液於液溫25℃、電流密度1.5 A/dm 2、鍍覆時間15秒之條件下生成衝擊鍍銀薄膜。 衝擊鍍銀液組成： 氰化銀鉀＝1 g/L 氰化鉀＝120 g/L 碳酸鉀＝15 g/L
繼而，於實施例1中，用以下組成之鍍銀液以液溫50℃、電流密度4 A/dm 2進行鍍覆厚度2.5 μm之下層之鍍銀。 氰化銀鉀＝70 g/L 氰化鉀＝120 g/L 碳酸鉀＝15 g/L
繼而，用以下組成之鍍銀液以液溫25℃、電流密度4 A/dm 2進行最上層之鍍銀。 氰化銀鉀＝70 g/L 氰化鉀＝120 g/L 碳酸鉀＝15 g/L 市售硫光澤劑＝20 ml/L
於實施例2～3中，製成僅改變鍍覆厚度之例。 氰化銀鉀＝70 g/L 氰化鉀＝120 g/L 碳酸鉀＝15 g/L 氰化硒酸鉀＝0.05 mg/L
繼而，用以下組成之鍍銀液以液溫25℃、電流密度4 A/dm 2進行鍍銀。 氰化銀鉀＝70 g/L 氰化鉀＝120 g/L 碳酸鉀＝15 g/L 有機硫光澤劑＝20 ml/L
於比較例1～4中，生成實施例1之衝擊鍍銀薄膜後，用以下組成之鍍銀液以液溫25℃、電流密度4 A/dm 2進行鍍覆厚度2.5 μm之最上層之鍍銀。 氰化銀鉀＝70 g/L 氰化鉀＝120 g/L 碳酸鉀＝15 g/L 為了獲得各個光澤度而進行氰化硒酸鉀濃度調整。
使用實施例1～4及比較例1～4中獲得之導線架，分別製造與圖4A及4B所示之發光裝置20實質上同樣之結構之發光裝置。再者，相對於各實施例及比較例，分別搭載RGB之發光元件作為發光元件。此外，製造搭載塗佈有YAG螢光劑之藍色之發光元件之白色發光裝置。對如此製造之發光裝置分別進行藍色輻射束、綠色輻射束、紅色輻射束之測定。此外，對白色發光裝置測定總光束。 將其結果分別示於圖6～9。 由圖6～9可知，即便光澤度較低，實施例1～4之發光裝置亦與含Ag層之厚度無關地，藍色、綠色、紅色之發光元件均顯示出較高之輻射束。而且，於白色發光裝置中，顯示出較高之總光束。另一方面，於比較例之發光裝置中，確認到與鍍銀光澤度相同之實施例相比只能獲得較低之輻射束或總光束。 由此可知，上述實施例均為維持較高之光分佈性之同時獲得較高之光提取效率之發光裝置。
1:光反射材料 1a:母材 1b:底鍍覆層 1c:中間鍍覆層 1c1:第1中間鍍覆層 1c2:第2中間鍍覆層 1d:含Ag層 1d1:第1含Ag層 1d2:第2含Ag層 2:發光元件 3:基材(樹脂成型體) 4:接合構件 5:密封構件 6:線 10、20:發光裝置 31:凹部 32:底面部 100:導線架鍍覆前捲取卷 101A:鹼性電解脫脂處理槽 101B:鹼性電解脫脂液儲備罐 102A:酸中和處理槽 102B:酸中和液體儲備罐 103A:底鍍覆1b處理槽 103B:底鍍覆1b液體儲備罐 104A:中間鍍覆1c1處理槽 104B:中間鍍覆1c1液體儲備罐 105A:中間鍍覆1c2處理槽 105B:中間鍍覆1c2液體儲備罐 106A:鍍Ag1d1處理槽 106B:鍍Ag1d1液體儲備罐 106C:鍍Ag1d1液體儲備罐 107A:鍍Ag1d2處理槽 107B:鍍Ag1d2液體儲備罐 108:熱風乾燥處理裝置 109:導線架鍍覆後捲取卷 110:導線架
圖1A係用於說明導線架之一實施形態之概略部分放大截面圖。 圖1B係用於說明導線架之另一實施形態之概略部分放大截面圖。 圖2A係用於說明使用圖1之導線架之一實施形態之發光裝置之概略俯視圖。 圖2B係圖2A之發光裝置之II-II'線之概略截面圖。 圖3A～D係用於說明圖2A之發光裝置之製造方法之概略截面步驟圖。 圖4A係用於說明另一實施形態之發光裝置之概略立體圖。 圖4B係圖4A之發光裝置之III-III'線之概略截面圖。 圖5A係用於說明具有2層以上之含Ag層之導線架之一實施形態之卷對卷鍍覆裝置之步驟圖。 圖5B係用於說明具有2層以上之含Ag層之導線架之一實施形態之卷對卷鍍覆裝置之步驟圖。 圖6係表示使用圖1A之導線架之發光裝置之藍色輻射束之測定結果之圖表。 圖7係表示使用圖1A之導線架之發光裝置之綠色輻射束之測定結果之圖表。 圖8係表示使用圖1A之導線架之發光裝置之紅色輻射束之測定結果之圖表。 圖9係表示使用圖1A之導線架之發光裝置之白色之總光束之測定結果之圖表。
1:光反射材
1a:母材
1b:底鍍覆層
1c:中間鍍覆層
1c1:第1中間鍍覆層
1c2:第2中間鍍覆層
1d:含Ag層

Claims (13)

  1. 一種導線架，其特徵在於，其含有：包含金屬之母材，以及 積層於該母材上之2層以上之含Ag層； 該2層以上之含Ag層中，最上層之含Ag層含有硫， 下層之含Ag層係不含硒或不包含不可避免雜質以外之層。
  2. 如請求項1之導線架，其中上述最上層之含Ag層之含硫量為20重量ppm～250重量ppm。
  3. 如請求項1或2之導線架，其中上述最上層之含Ag層之光澤度為0.3～1.4。
  4. 如請求項1或2之導線架，其中上述2層以上之含Ag層之合計厚度為0.05～5 μm，且上述最上層之含Ag層與上述下層之含Ag層之厚度之比為1：1～99。
  5. 如請求項1或2之導線架，其中於上述含Ag層與上述母材之間具有基底層。
  6. 如請求項5之導線架，其中上述基底層係包含選自由Cu、Ni、Pd及Au所組成之群中之至少1種金屬之層。
  7. 如請求項1或2之導線架，其中上述導線架為平板狀，不具有彎曲部。
  8. 一種封裝，其具備將如請求項1至7中任一項之導線架之最上層之含Ag層以露出之方式進行填埋之基材。
  9. 一種發光裝置，其具備如請求項8之封裝及 發光元件，其安裝於該封裝中露出之上述最上層之含Ag層之上面。
  10. 如請求項9之發光裝置，其進而具有連接上述發光元件與上述最上層之含Ag層之線， 該線包含Au、Ag、Ag合金、銅、被覆有鈀之銅芯線、被覆有鈀銀之銅芯線中之任1種。
  11. 一種發光裝置之製造方法，其包括如下步驟： 準備母材， 於該母材上以鍍覆形成基底金屬， 該基底金屬上以鍍覆形成含Ag層，該含Ag層包含2層以上之積層且於該2層以上之積層之最上層含有硫，而準備導線架， 準備具備該導線架之封裝， 將發光元件安裝於該封裝。
  12. 如請求項11之發光裝置之製造方法，其中以電鍍形成上述含Ag層。
  13. 如請求項11或12之發光裝置之製造方法，其中以壓延形成上述母材。
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