TWI550912B - 半導體發光裝置用封裝及發光裝置 - Google Patents

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Tadahiro Katsumoto
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Description

半導體發光裝置用封裝及發光裝置
本發明係關於具備發光器，特別為發光二極體等之發光元件的半導體發光裝置所用的封裝、及發光裝置。
具備半導體發光元件的半導體發光裝置係如圖1所示，由半導體發光元件1、樹脂成形體2、接合線3、螢光體層4、引線框架5等所構成，封裝係主要由引線框架5等之導電性金屬佈線及絕緣性樹脂成形體2所構成。
以往，樹脂成形體所用之絕緣性材料，一般係使用聚醯胺等之熱可塑性樹脂中調配白色顏料者(例如參照專利文獻1)。對於發光追求指向性的半導體發光裝置，不僅由半導體發光元件朝向目的發出光，並可將其以外的光以樹脂成形體和引線框架等之金屬佈線、及反射材等朝向目的反射，而提高發光效率。由於聚醯胺等之熱可塑性樹脂為透光性，故以樹脂成形體反射時係在樹脂中調配白色顏料，藉此利用樹脂與白色顏料的折射率差，將來自半導體發光元件的光反射，並且提高就半導體發光裝置而言的發光效率。
上述專利文獻1中，即便使用白色顏料之情況，亦會根據白色顏料的種類而使得其反射效率不夠充分，且吸收和穿透的光線亦會出現，因此，結果使來自半導體發光元件的光無法集中朝向目的，而會有就半導體發光裝置而言之效率下降的情況。
又，使用聚醯胺的封裝，係由於聚醯胺為熱可塑性樹脂，而在因環境問題而積極使用熔點高的無鉛焊錫且迴焊溫度有變高的傾向之現狀中，其會因為此熱而軟化，故在耐熱性方面產生問題。又，聚醯胺會因紫外線、熱而引起光劣化、熱劣化，故在使用近年已發展實用化之諸如藍色~近紫外線半導體發光元件般之直至能量高的波長領域具有發光領域的發光元件時，光所造成的劣化係特別成為問題。又，在追求更明亮之發光元件的現狀中，由於從半導體發光元件所發出之光束大的光、發熱，而使得熱劣化、光劣化的問題更加顯在化。
另一方面，在追求耐熱性的情況，係使用調配已燒結之氧化鋁的陶瓷作為絕緣材料(例如參照專利文獻2)。使用陶瓷的封裝雖然耐熱性佳，但在製造時必須於成形後以高溫進行的燒結步驟。燒結步驟係具有電費等之成本面所造成之的問題、和由於燒結所造成之成形體大小、形狀變化而容易出現不良品之量產性方面的問題。
對於此情況，近年亦提案於樹脂中使用聚有機矽氧烷，並將使用氧化鈦作為白色顏料的聚矽氧樹脂組成物予以成形之案例(例如參照專利文獻3)。經由於樹脂中使用聚有機矽氧烷，相較於使用聚醯胺者，可圖謀提高耐熱性。
[先前技術文獻] [專利文獻]
(專利文獻1)日本專利特開2002-283498號公報
(專利文獻2)日本專利特開2004-288937號公報
(專利文獻3)日本專利特開2009-155415號公報
半導體發光裝置中，有來自半導體發光元件的發熱，特別是於追求明亮的發光元件之情況，其發熱亦變大。因此，由於來自半導體發光元件的發熱，使得構成半導體發光裝置之封裝的樹脂成形體膨脹，從而產生金屬佈線和密封材容易自樹脂成形體剝離的新問題。在使用聚矽氧樹脂的情況，此現象特別顯著。
又，使用聚矽氧樹脂的封裝中，亦產生長期使用造成變色，且反射率降低的問題。
本發明係解決該等問題，並以提供即便長期使用之情況亦不會發生變色且維持高反射率，且即便面對來自半導體發光元件的發熱亦難以使金屬佈線等自封裝中剝離的封裝為其課題。
本發明者等人為了解決上述問題而致力檢討之結果，發現在構成封裝的樹脂成形體中存在一定量SiH的情況，可解決上述問題。
即，本發明係如下述。
(1)　一種半導體發光裝置用封裝，係至少具備：含有(A)含有SiH之聚有機矽氧烷及(B)填料之樹脂成形體者，其特徵為，上述樹脂成形體於200℃加熱10分鐘後上述樹脂成形體中的SiH存在量為20~65μmol/g。
(2)　如(1)中記載之半導體發光裝置用封裝，其中，上述封裝進一步具備金屬佈線，且上述金屬佈線的至少一部分接觸至上述樹脂成形體。
(3)　如(1)或(2)中記載之半導體發光裝置用封裝，其中，上述樹脂成形體於厚度0.5mm時，波長460nm的光之反射率為60%以上。
(4)　如(1)~(3)中任一項記載之半導體發光裝置用封裝，其中，上述樹脂成形體於厚度0.5mm時，波長400nm的光之反射率為60%以上。
(5)　如(1)~(4)中任一項記載之半導體發光裝置用封裝，其中，上述(B)填料為氧化鋁及/或氧化鈦。
(6)　如(5)中記載之半導體發光裝置用封裝，其中，上述(B)填料之初級粒徑為0.1μm以上且2μm以下，且初級粒子之縱橫比為1.0以上且4.0以下。
(7)　如(1)~(6)中任一項記載之半導體發光裝置用封裝，其中，上述(A)含有SiH之聚有機矽氧烷係以SiH與Si(CHCH2)之當量比SiH/Si(CHCH2)成為0.9~2.5之方式將含有SiH之有機矽化合物與含有Si(CHCH2)之有機矽化合物混合而成。
(8)　一種半導體發光裝置用封裝，係至少具備：含有(A)含有SiH之聚有機矽氧烷及(B)填料之樹脂成形體者，其特徵為，上述樹脂成形體中的SiH存在量為30~120μmol/g。
(9)　一種半導體發光裝置，其特徵為，至少具備半導體發光元件、(1)~(8)中任一項記載之封裝、及密封材。
(10)　如(9)中記載之半導體發光裝置，其中，上述樹脂成形體所用之黏合劑樹脂與密封材的折射率差為0.05以下。
又，上述(B)填料較佳為氧化鋁。
本發明之其他態樣係一種半導體發光裝置，其至少具備半導體發光元件、上述記載之封裝、及密封材。
又，上述密封材之折射率與上述樹脂成形體所用之黏合劑樹脂的折射率相同、或者更大係為較佳態樣。
又，上述半導體發光裝置係含有含螢光體的螢光體層，且上述半導體發光元件與螢光體的距離為0.1mm以上且5mm以下係為較佳態樣。
若根據本發明，則可提供即便面對來自半導體發光元件的發熱亦難以使金屬佈線等自封裝中剝離的封裝。
 <1.樹脂成形體>
本發明之封裝，係至少具備樹脂成形體的半導體發光裝置用封裝，其特徵為，上述樹脂成形體含有(A)含有SiH之聚有機矽氧烷及(B)填料，且於200℃加熱10分鐘後之上述樹脂成形體中的SiH存在量為20~65μmol/g。即，其特徵為，無論製造步驟中是否含有加熱步驟，樹脂成形體或封裝進一步於200℃加熱10分鐘後之上述樹脂成形體中的SiH存在量為20~65μmol/g。樹脂成形體或封裝若進一步於200℃加熱10分鐘，則增進樹脂的硬化，有更加安定化的傾向，而較佳。
又，本發明之封裝，係至少具備樹脂成形體的半導體發光裝置用封裝，較佳係上述樹脂成形體含有(A)含有SiH之聚有機矽氧烷、及(B)填料，且上述樹脂成形體中的SiH存在量為30~120μmol/g。即，更佳係對於封裝未於200℃加熱10分鐘而進行測定時之上述樹脂成形體中的SiH存在量為30~120μmol/g。
此處，上述所謂SiH，係指Si(矽)與H(氫)直接鍵結的部分構造。上述SiH於聚有機矽氧烷中，可存在於主鏈且亦可存在於側鏈。
於半導體發光裝置用封裝中，如上述在近年係使用聚矽氧樹脂，但本發明者發現下述問題：於具備使用聚矽氧系樹脂之封裝的半導體發光裝置中，由於來自半導體發光元件之發熱而使得構成半導體發光裝置的封裝膨脹，金屬佈線和密封材容易由樹脂成形體剝離。本發明者重複致力研究之結果，發現藉由在構成封裝之樹脂成形體中，使SiH以一定比例存在，則可防止使用聚矽氧系樹脂之封裝因熱造成膨脹而使金屬佈線和密封材由樹脂成形體剝離。
於本發明中，構成封裝之樹脂成形體1克中所存在的SiH存在量若過多，則變得易促進增黏，並且由於產生氫而造成形狀變化，故發生剝離。另一方面，樹脂成形體1克中所存在的SiH存在量若過少，則無法充分獲得因SiH存在所造成的反射率提高之效果，又，對於金屬的接黏性降低。上述樹脂成形體中所存在之SiH存在量，從抑制剝離的觀點而言，將該樹脂成形體於200℃加熱10分鐘後之測定值，通常較佳為20μmol/g以上、更佳為25μmol/g以上、更佳為30μmol/g以上，又，通常較佳為65μmol/g以下、更佳為60μmol/g以下、更佳為55μmol/g以下。
又，上述樹脂成形體中所存在之SiH的存在量，從抑制剝離的觀點而言，未將該樹脂成形體於200℃加熱10分鐘時之測定值，通常較佳為30μmol/g以上、更佳為35μmol/g以上、更佳為40μmol/g以上，又，通常較佳為120μmol/g以下、更佳為110μmol/g以下、更佳為90μmol/g以下。
於本發明中，樹脂成形體中的SiH存在量的測定方法如下。
所測定之樹脂成形體，係將後述之樹脂組成物成形，並且給予熱能或光能而使其硬化者，於本發明中，係測定使硬化前的樹脂組成物以150℃、3分鐘之條件硬化後的樹脂成形體。本發明中，所謂硬化，係指由顯示流動性之狀態至不顯示流動性之狀態的狀態變化，例如，對象物即使以由水平傾斜45度之狀態靜置30分鐘亦完全不具有流動性的情況，便視為硬化。
但，以高濃度添加後述填料時，則考慮由於觸變性的表現，對象物呈自水平傾斜45度之狀態即便無流動性亦不硬化之情況。此情況，若對象物未塑性變形，且以A型硬度計測定硬度，硬度測定值為5以上，則判斷為硬化狀態。
其次，測定已硬化之樹脂成形體的SiH存在量。測定係以下列方法進行。SiH存在量之測定，係可將原本成形之樹脂成形體、或構成封裝之樹脂成形體作為對象而進行，且亦可將樹脂成形體、或含有樹脂成形體之封裝於200℃加熱10分鐘後之物作為對象而進行。
<SiH存在量之測定方法>
經由IR測定之SiH存在量之測定方法，係可基於相對於歸屬於甲基之C-H鍵之對稱伸縮振動的2904cm-1波峰面積，歸屬於2167 cm-1之Si-H之伸縮鍵的波峰面積之比(強度比)而進行。具體而言，此測定方法，係將硬化前之聚有機矽氧烷(聚矽氧樹脂)中所存在的SiH量定為100%，並且評估其在硬化反應後減少至多少%，從而測定樹脂成形體中之SiH存在量的手法。即，作為SiH存在量測定對象之樹脂成形體等中所用之聚矽氧樹脂的構造，必須根據NMR等之手法予以定性，預先求出該聚矽氧樹脂硬化前所含有的SiH量。
1)　作為SiH存在量之測定對象之樹脂成形體(聚矽氧樹脂(聚有機矽氧烷)硬化物)中使用之聚矽氧樹脂為不明的情況，對於其聚矽氧樹脂硬化物，係使用固體NMR等進行聚矽氧的構造解析，而將使用的聚矽氧予以定性。
2)　準備經依上述1)定性之聚矽氧樹脂(硬化前之狀態者)並進行IR測定，求出硬化前狀態中之2167cm-1/2904cm-1的強度比。
此處，IR測定係以下列方法進行。
使用裝置：Varian公司製紅外線分光裝置FTS-7000
測定條件：快速掃描法，
經由通常的IR干涉計掃描之穿透測定，
檢測器係使用MCT Detector，
掃描頻率20kHz，
分解能：4cm-1
i)　將作為IR測定對象之聚矽氧樹脂硬化物以剃刀切片成IR吸收不會飽和的厚度，進行穿透測定。
ii)　對於各個樣品，計算相對於歸屬於甲基之C-H鍵之對稱伸縮振動之2904cm-1波峰面積，歸屬於2167cm-1之Si-H之伸縮鍵的波峰面積之比(強度比)。
3)　以與上述同樣之方法，進行作為SiH存在量測定對象之聚矽氧樹脂硬化物的IR測定，求出2167cm-1/2904cm-1的強度比。
4)　將上述3)求出之作為SiH存在量測定對象之聚矽氧樹脂硬化物之2167cm-1/2904cm-1的強度比，除以上述2)求出之硬化前之2167cm-1/2904cm-1的強度比，藉以計算聚矽氧樹脂硬化物之SiH的殘存比例。由預先求出之硬化前的SiH量、與聚矽氧樹脂硬化物之SiH的殘存比例，計算作為測定對象之聚矽氧樹脂硬化物SiH存在量。
另外，無法獲得作為SiH存在量測定對象之樹脂成形體所用的聚矽氧樹脂(硬化前之物)時，可如下處理求出SiH存在量。最初根據固體NMR等之手法，預先測定作為SiH存在量測定對象之樹脂成形體中的甲基含量。其次，準備數個甲基與SiH基之莫耳比為已知，且甲基與SiH的莫耳比不同的聚矽氧樹脂，並進行其IR測定。其次，作成2167cm-1/2904cm-1之強度比與SiH相對於甲基之數量比的檢量線。由最初求出之作為SiH存在量測定對象之樹脂成形體中的甲基含量、和上述檢量線，則可求出樹脂成形體中的SiH存在量。
將樹脂成形體所含之SiH存在量調整至上述範圍，係可經由適當選擇聚有機矽氧烷的原料及調配量，具體而言，作為聚有機矽氧烷原料，係增加具有氫化矽烷基之聚有機矽氧烷、減少具有乙烯基之聚有機矽氧烷而達成。又，經由調整聚有機矽氧烷之成形時的溫度及時間、和成形後的後硬化的溫度及時間亦可達成。
又，本發明之樹脂成形體，對於可見光可維持高反射率為佳。將樹脂成形體成形為厚度0.5mm之情況，波長460nm之光的反射率為60%以上為佳，以80%以上為更佳，且以90%以上為更佳。
又，將樹脂成形體成形為厚度0.5mm之情況，波長400nm之光的反射率為60%以上為佳，以80%以上為更佳，且以90%以上為更佳。
樹脂成形體之反射率，可根據樹脂成形體所用之黏合劑樹脂的種類和填料的種類、填料的粒徑和含量等加以控制。另外，所謂樹脂成形體所用之黏合劑樹脂，係構成樹脂成形體的樹脂成分，於本說明書中意指聚有機矽氧烷。
<2.聚有機矽氧烷>
本發明之樹脂成形體係包含：含有SiH的聚有機矽氧烷。上述所謂聚有機矽氧烷，係指在具有矽原子介隔著氧原子與其他矽原子鍵結的部分之構造中，加成有機基的高分子物質。通常，係指以矽氧烷鍵作為主鏈的有機聚合體，可列舉例如下列所示之一般組成式(1)所示之化合物、和其混合物。
(R1R2R3SiO1/2)M(R4R5SiO2/2)D(R6SiO3/2)T(SiO4/2)Q　...(1)
此處，上述式(1)中，R1至R6係獨立地選自有機官能基、羥基、氫原子。又，M、D、T及Q為0至未滿1，且滿足M+D+T+Q=1之數。
聚有機矽氧烷可於常溫常壓下為液體，且亦可於常溫常壓下為固體。上述所謂常溫，係指20℃±15℃(5~35℃)範圍之溫度，所謂常壓係指相等於大氣壓的壓力，大約1氣壓。
聚有機矽氧烷，若根據硬化的機制分類，通常，可列舉加成聚合硬化型、縮聚合硬化型、紫外線硬化型、過氧化物加硫型等之聚有機矽氧烷。此等之中，以加成聚合硬化型(加成型聚有機矽氧烷)、及縮合硬化型(縮合型聚有機矽氧烷)為適當，以下分別說明。
<2-1.加成型聚有機矽氧烷>
上述所謂加成型聚有機矽氧烷，係指聚有機矽氧烷鏈係經由有機加成鍵而交聯者。作為代表，可列舉例如將乙烯基矽烷等之(C1)具有烯基之含矽化合物、與例如氫矽烷等之(C2)含有氫化矽烷基之矽化合物，以相對於總烯基量之總氫化矽烷基量的莫耳比為0.5倍以上、2.0倍以下之量比混合，並在(C3)Pt觸媒等之加成聚合觸媒存在下反應而得之交聯點具有Si-C-C-Si鍵的化合物等。
本發明者等人，如上述說明般，發現在具備封裝的半導體發光裝置中，由於來自半導體發光元件之發熱使得構成半導體發光裝置的封裝膨脹，金屬佈線和密封材容易由樹脂成形體剝離的問題，而認為將使用加成型聚有機矽氧烷的樹脂成形體使用於封裝之情況，構成封裝之樹脂成形體膨脹的問題，係起因於樹脂成形體中存在的烯基，特別為乙烯基。因此，使用加成型聚有機矽氧烷之情況，將上述(C1)與(C2)之混合量，以(C1)量少於(C2)量之方式調整，則可防止起因於聚矽氧樹脂中存在之烯基之構成封裝的樹脂成形體膨脹。
作為上述(C1)具有烯基之含矽化合物，可列舉以下述一般式(2)
RnSiO[(4-n)/2]　...(2)
所示，且1分子中具有至少2個鍵結至矽原子之烯基的聚有機矽氧烷。
但，上述式(2)中，R為相同或相異之經取代或未經取代之1價羥基、烷氧基、或羥基，n為滿足1≦n<2的正數。
上述(C1)具有烯基之含矽化合物中，所謂烯基，以乙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基等之碳數2~8之烯基為佳。R為烴基之情況，係選自甲基、乙基等之烷基、乙烯基、苯基等之碳數1~20之1價烴基。較佳為甲基、乙基、苯基，甲基之情況，由於熱和UV所造成之反射率劣化變少，故為更佳。此外，烷基之情況，相對於1個Si原子具有2個烷基，折射率係下降，故為佳。
在要求耐UV性之情況，上述式中，R中之65%左右為甲基為佳。即，作為相對於Si個數(莫耳數)之甲基以外官能基的含有數，為0.5個(莫耳)左右為佳。更佳為80%以上為甲基。R亦可為碳數1~8之烷氧基和羥基，烷氧基和羥基之含有率為(C1)具有烯基之含矽化合物重量的3%以下為佳。又，n為滿足1≦n<2之正數，此值若為2以上，則在與封裝用材料及引線框架等導電體之接黏上無法獲得充分的強度，若未滿1，則在合成上難以合成此聚有機矽氧烷。
作為上述(C1)具有烯基之含矽化合物，可列舉例如乙烯基矽烷、含乙烯基之聚有機矽氧烷，其可單獨使用1種、或將2種以上以任意之比率及組合使用。上述中亦以分子內具有2個以上乙烯基的含乙烯基之聚有機矽氧烷為佳。
作為分子內具有2個以上乙烯基的含乙烯基之聚有機矽氧烷，具體而言可列舉下列者。
兩末端乙烯基聚二甲基矽氧烷DMS-V00、DMS-V03、DMS-V05、DMS-V21、DMS-V22、DMS-V25、DMS-V31、DMS-V33、DMS-V35、DMS-V41、DMS-V42、DMS-V46、DMS-V52(均為Gelest公司製)
兩末端乙烯基二甲基矽氧烷-二苯基矽氧烷共聚物PDV-0325、PDV-0331、PDV-0341、PDV-0346、PDV-0525、PDV-0541、PDV-1625、PDV-1631、PDV-1635、PDV-1641、PDV-2331、PDV-2335(均為Gelest公司製)
兩末端乙烯基苯基甲基矽氧烷PMV-9925(Gelest公司製)
三甲基矽烷基封鏈乙烯基甲基矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚物VDT-123、VDT-127、VDT-131、VDT-153、VDT-431、VDT-731、VDT-954(均為Gelest公司製)
乙烯基T-構造聚合物VTT-106、MTV-124(均為Gelest公司製)
於本發明中含有SiH之聚有機矽氧烷，以SiH與Si(CHCH2)之當量比(莫耳比)SiH/Si(CHCH2)成為0.9~2.5之方式，將上述(C2)化合物與上述(C1)化合物混合，具體而言，將含有SiH之有機矽化合物與含有Si(CHCH2)之有機矽化合物混合，可將樹脂成形體中的SiH存在量控制於特定範圍，故為佳。更佳為1.2~2.0。
<2-2.縮合型聚有機矽氧烷>
作為上述縮合型聚有機矽氧烷，可列舉例如，烷基烷氧基矽烷之水解/聚縮合所得之交聯點具有Si-O-Si鍵的化合物。具體而言，可列舉下述一般式(3)及/或(4)所示之化合物、及/或其寡聚物水解/聚縮合而得的聚縮合物。
Mm+XnY1 m-n　...(3)
式(3)中，M表示選自矽、鋁、鋯、及鈦所組成群之至少1種之元素，X表示水解性基，Y1表示1價有機基，m表示M的價數且表示1以上之整數，n表示X基之數且表示1以上之整數。其中，m≧n。
(MS+XtY1 s-t-1)uY2　...(4)
式(4)中，M表示選自矽、鋁、鋯、及鈦所組成群之至少1種之元素，X表示水解性基，Y1表示1價有機基，Y2表示u價之有機基，s表示M的價數且表示1以上之整數，t表示1以上且s-1以下的整數，u表示2以上之整數。
縮合型聚有機矽氧烷可使用公知者，例如，日本專利特開2006-77234號公報、日本專利特開2006-291018號公報、日本專利特開2006-316264號公報、日本專利特開2006-336010號公報、日本專利特開2006-348284號公報、及國際公開2006/090804號說明書中記載之半導體發光裝置用構件為適當。
本發明中，使用縮合型聚有機矽氧烷之情況，係適當選擇縮合型聚有機矽氧烷之原料及調配量，調整成形時之溫度及時間、和成形後之後硬化溫度及時間，藉以將SiH的含量調整至本發明之範圍。
具有上述<2-1.加成型聚有機矽氧烷>、及<2-2.縮合型聚有機矽氧烷>中記載特徵之聚有機矽氧烷中，亦以無伴隨反應進行而脫離之成分的加成型聚有機矽氧烷為佳。其係因在假設於密閉的模具內硬化時，不會產生副生成物(使成形容器內的壓力上升，並於硬化材料中以泡泡形式殘存，故為不佳)，且反應非為可逆性，故成形加工性良好，更且從硬化物之耐熱性(重量變化少)等觀點而言亦具有優點。
經由成形加工方法，在伴隨縮合反應進行所產生的成分對於成形加工性的影響不大的情況，亦可使用縮合型聚有機矽氧烷，此情況，特別以矽醇含有率為0.01重量%以上、10重量%以下的縮合型聚有機矽氧烷為佳。
另外，亦可併用加成型聚有機矽氧烷與縮合型聚有機矽氧烷。
<3.填料>
本發明中，填料係為了提高樹脂成形體的硬度而添加者，可適當選擇對於樹脂的硬化不會阻礙之公知的無機或有機填料。
作為本發明可使用的無機填料，可列舉氧化鋁(alumina)、氧化矽、氧化鈦(titania)、氧化鋅、氧化鎂等之金屬氧化物；碳酸鈣、碳酸鋇、碳酸鎂、硫酸鋇、氫氧化鋁、氫氧化鈣、氫氧化鎂等之金屬鹽；氮化硼、氧化鋁白、氧化矽、矽酸鋁、矽酸鋯、硼酸鋁、黏土、滑石、高嶺土、雲母、合成雲母等。
又，作為有機填料，可列舉氟樹脂粒子、胍胺樹脂粒子、三聚氰胺樹脂粒子、丙烯酸系樹脂粒子、聚矽氧樹脂粒子等之樹脂粒子等，但均不被限定於此。
此等之中，從發揮作為反射材之高機能的觀點而言，以呈現白色的白色顏料為佳，於呈現白色的白色顏料中，亦以無機系者為更佳。無機之白色顏料中，特別以可見光之吸收弱且折射率高為佳，具體而言，選自氧化鋁、氧化鈦、及氮化硼所組成群之1種或2種以上為佳，且以氧化鋁、及/或氧化鈦為更佳。特別於使用氧化鋁之情況，即便對於短波長之光亦可提高反射率，故為佳。
填料可單獨使用或混合使用2種以上。
上述氧化鋁係指鋁的氧化物，不論結晶形態，以具有化學安定、熔點高、機械強度大、硬度高、電絕緣電阻大等特性的α氧化鋁為適合使用。
又，氧化鋁中含有鋁、氧以外元素作為雜質的情況，因在可見光區域具有吸收而著色，故為不佳。較佳為，可使用鉻、鐵、鈦之含量分別為0.02%以下、較佳為0.01%以下者。又，材料的熱傳導率高者為佳，且為了提高熱傳導率，使用純度98%以上、較佳為純度99%以上的氧化鋁為佳，特別以低鹼氧化鋁(low soda alumina)為佳。
使用氧化鋁及/或氧化鈦作為填料(白色顏料)之情況，以使用具有如下形狀者為特佳。
上述白色顏料以初級粒子之縱橫比為1.0~4.0、更且以1.2~2.0為佳。使用縱橫比為上述範圍之白色顏料的樹脂成形體，由於散亂而容易表現高反射率，特別是近紫外線區域之短波長光的反射大。藉此，使用此種樹脂成形體的半導體發光裝置係具有高輸出功率性能。縱橫比超過4.0之情況，白色顏料的形狀變得過度細長，且反射率有降低的傾向。
縱橫比，係將根據SEM等之電子顯微鏡觀察所計測之粒子的長軸長度除以短軸長度而求出者，並以SEM計測複數點(例如10點)，由其平均值則可算出。
縱橫比包含於上述範圍的白色顏料，相對於本發明之樹脂成形體所含之填料總量為70體積%以上為佳，更佳為80體積%以上、特別為佔有90體積%以上為佳。
又，上述白色顏料，初級粒徑為0.1μm以上且2μm以下為佳。關於下限值，較佳為0.15μm以上、更佳為0.2μm以上，關於上限值，較佳為1μm以下、更佳為0.8μm以下、特佳為0.5μm以下。
初級粒徑若過小，則白色顏料因散亂光強度小，故反射率有變低之傾向，初級粒徑若過大，則白色顏料的散亂強度變大，但因有前方散亂傾向，故反射率有變小的傾向。另外，在提高樹脂組成物中之白色顏料填充率等之目的下，亦可併用初級粒徑大於2μm的白色顏料。
另一方面，上述白色顏料以次級粒子的平均粒徑(D50)為0.2μm以上且10μm以下者為佳，以0.2μm以上且5μm以下者為更佳。另外，在提高樹脂組成物中之白色顏料填充率等之目的下，亦可併用次級粒子之平均粒徑大於10μm的白色顏料。
本發明中所謂初級粒子，係指於構成粉體的粒子中，可與他者明確區別的最小單位，初級粒徑係指根據SEM等之電子顯微鏡觀察所計測之初級粒子的粒徑。另一方面，初級粒子凝集而成的凝集粒子稱為次級粒子，次級粒子的平均粒徑係指粉體於適當分散媒(例如氧化鋁之情況為水)中分散並以粒度分析計等測定的粒徑。初級粒子的粒徑有變異時，可利用SEM觀察數點(例如10點)，並將其平均值視為粒徑。又，測定時，各個粒徑非為球狀之情況，係將最長，即長軸長度視為粒徑。
上述填料，為了提高與樹脂成形體中之黏合劑樹脂的接黏性，進行表面處理為佳。作為表面處理，可列舉以矽烷偶合劑、鈦偶合劑等之偶合劑進行處理。
作為此種偶合劑，使用γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷等之環氧官能性烷氧基矽烷、N-β(胺乙基)-γ-胺丙基三甲氧基矽烷、γ-胺丙基三乙氧基矽烷、N-苯基-γ-胺丙基三甲氧基矽烷等之胺基官能性烷氧基矽烷、γ-氫硫丙基三甲氧基矽烷等之氫硫基官能性烷氧基矽烷等為佳。
另外，關於表面處理所用之偶合劑的表面處理方法，只要以通常的處理方法實施即可，其方法並無特別限定。例如將矽烷偶合劑溶解於適當之溶劑中，並於此溶液中浸入填料，將溶劑餾去及予以加熱乾燥的方法等。於表面處理中使用偶合劑時，相對於填料100重量份，使用偶合劑0.5~10重量份為佳。
又，樹脂成形體中之填料含量，可根據使用之填料種類等適當設定，樹脂成形體之黏合劑樹脂與填料之比為10~60：90~40，係易於將上述樹脂成形體的蕭氏D硬度控制於適當範圍，其結果，溫度衝擊強，引線框架和密封材難以由樹脂成形體剝離，且易於獲得物理衝擊強且不會產生裂痕和缺陷的樹脂成形體。上述範圍為20~40：80~60為更佳。
<4.硬化觸媒>
本發明中所謂硬化觸媒，係使黏合劑樹脂硬化的觸媒。經由加入硬化觸媒，使得聚合反應提早硬化。若硬化觸媒的調配量增多，則樹脂成形體中的SiH存在量有變少的傾向，若硬化觸媒的調配量減少，則樹脂成形體中的SiH存在量有變多的傾向，故以SiH存在量成為特定範圍之方式，調整硬化觸媒的調配量，並調整硬化速度為佳。
於本發明中，根據聚有機矽氧烷之硬化機構而有加成聚合用觸媒、縮合聚合用觸媒。作為加成聚合用觸媒，係促進上述(C1)成分中之烯基與上述(C2)成分中之氫化矽烷基的氫化矽烷化加成反應用的觸媒，作為此加成聚合觸媒之例，可列舉鉑黑、氯化鉑、氯化鉑酸、氯化鉑酸與一元醇的反應物、氯化鉑酸與烯烴類的錯合物、雙乙醯醋酸鉑等之鉑系觸媒、鈀系觸媒、銠系觸媒等之鉑族金屬觸媒等。加成聚合用觸媒的調配量，通常就鉑族金屬而言，相對於上述(C1)及(C2)成分之合計重量，通常為1ppm以上、較佳為2ppm以上，通常為500ppm以下、較佳為100ppm以下。藉此，可作成觸媒活性高者。
作為縮合聚合用觸媒，可使用鹽酸、硝酸、硫酸、有機酸等之酸、氨、胺類等之鹼、金屬螯合化合物等，作為適當者，可使用含有Ti、Ta、Zr、Al、Hf、Zn、Sn、Pt之任一者以上的金屬螯合化合物。其中，較佳係使用金屬螯合化合物含有Ti、Al、Zn、Zr之任一者以上者，更佳係使用含有Zr者。
該等觸媒作為半導體發光裝置封裝材料，係考慮調配時的安定性、被膜硬度、無黃變性、硬化性等而選擇。
縮合聚合用觸媒的調配量，相對於上述式(3)及(4)所示成分之合計重量，通常為0.01~10重量%為佳，且以0.05~6重量%為更佳。
添加量若為上述範圍，則半導體發光裝置封裝材料的硬化性、保存安定性、封裝品質良好。添加量若為上限值以上，則封裝材料的保存安定性產生問題，若未滿下限值，則硬化時間變長且封裝的生產性降低，並且由於未硬化成分而使得封裝品質有降低的傾向。
<5.其他成分>
於本發明之樹脂組成物中，只要不損害本發明之要旨，視需要可以任意比率及組合含有1種或2種以上其他成分。
例如，在控制樹脂組成物之流動性和抑制白色顏料沉降之目的下，可含有與填料不同的氧化矽微粒子。上述氧化矽微粒子的含量，通常，相對於聚有機矽氧烷100重量份，為60重量份以下、較佳為40重量份以下。
本發明所使用之氧化矽微粒子，並無特別限定，但以BET法所得之比表面積通常為50m2/g以上、較佳為80m2/g以上、更佳為100m2/g以上。又，通常為300m2/g以下、較佳為200m2/g以下。比表面積若過小，則無法觀察到氧化矽微粒子的添加效果，若過大，則於樹脂中的分散處理困難。氧化矽微粒子，例如亦可使用經由使親水性氧化矽微粒子表面存在之矽醇基與表面改質劑反應而使得表面疏水化者。
作為表面改質劑，可列舉烷基矽烷類之化合物，作為具體例，可列舉二甲基二氯矽烷、六甲基二矽氮烷、辛基矽烷、二甲基矽油等。
作為氧化矽微粒子，可列舉例如燻製氧化矽，燻製氧化矽係可經由使H2與O2之混合氣體燃燒之1100~1400℃的火焰將SiCl4氣體氧化、水解而製作。燻製氧化矽的初級粒子，係以平均粒徑為5~50nm左右的非晶質二氧化矽(SiO2)作為主成分的球狀超微粒子，此初級粒子分別凝集，形成球徑為數百nm的次級粒子。燻製氧化矽為超微粒子之同時，經由急冷而製作，故表面構造呈現化學活性狀態。
具體而言，可列舉例如日本Aerosil股份有限公司製「Aerosil」(註冊商標)，作為親水性Aerosil(註冊商標)之例，可列舉「90」、「130」、「150」、「200」、「300」，作為疏水性Aerosil(註冊商標)之例，可列舉「R8200」、「R972」、「R972V」、「R972CF」、「R974」、「R202」、「R805」、「R812」、「R812S」、「RY200」、「RY200S」「RX200」。
又，在提高樹脂組成物熱硬化後之強度、靭性的目的下，亦可含有玻璃纖維等之無機物纖維，又，為了提高熱傳導性，可將熱傳導率高的氮化硼、氮化鋁、纖維狀氧化鋁等與上述之白色顏料另外含有。此外，在降低硬化物之線膨脹係數之目的下，可含有石英珠粒、玻璃珠粒等。
該等添加時的含量，若過少則無法獲得目的效果，若過多則樹脂組成物的黏度上升，影響加工性，故在表現充分效果，且不會損害材料加工性之範圍中適當選擇。通常，相對於聚有機矽氧烷100重量份，為100重量份以下、較佳為60重量份以下。
又，於上述樹脂組成物中，在不損害本發明目的及效果的範圍中可含有其他之抗離子遷移(電化學遷移)劑、硬化促進劑、硬化延遲劑、抗老化劑、自由基禁止劑、紫外線吸收劑、接黏性改良劑、難燃劑、界面活性劑、保存安定改良劑、抗臭氧劣化劑、光安定劑、增黏劑、可塑劑、偶合劑、抗氧化劑、熱安定劑、導電性賦予劑、抗靜電劑、放射線屏蔽劑、核劑、磷系過氧化物分解劑、滑劑、顏料、金屬去活化劑、物性調整劑等。
上述例示中，亦以添加硬化延遲劑為佳。硬化延遲劑的調配量若多，則樹脂成形體中的SiH存在量變多，硬化延遲劑的調配量若變少，則樹脂成形體中的SiH存在量有變少的傾向，故以使SiH存在量成為特定範圍之方式，調整硬化觸媒的調配量，並控制硬化速度為佳。
硬化延遲劑，特別於硬化速度快之加成聚合型聚有機矽氧烷組成物的液狀射出成形中係為重要的成分。
作為加成聚合反應中的硬化延遲劑，可列舉含有脂肪族不飽和鍵的化合物、有機磷化合物、有機硫化合物、含氮化合物、錫系化合物、有機過氧化物等，且該等可併用。
作為含有脂肪族不飽和鍵的化合物，可例示3-羥基-3-甲基-1-丁炔，3-羥基-3-苯基-1-丁炔、3-(三甲基矽烷氧基)-3-甲基-1-丁炔、1-乙炔基-1-環己醇等之炔丙醇類、烯炔化合物類、順丁烯二酸二甲酯等之順丁烯二酸酯類等。含有脂肪族不飽和鍵之化合物中，亦以具有三鍵的化合物為佳。作為有機磷化合物，可例示三有機基膦類、二有機基膦類、有機基膦醯類、三有機基亞磷酸鹽類等。作為有機硫化合物，可例示有機基硫醇類、二有機基硫醚類、硫化氫、苯并噻唑、噻唑、苯并噻唑二硫化物等。作為含氮化合物，可例示氨、1~3級烷基胺類、芳基胺類、脲、肼等。作為錫系化合物，可例示鹵化亞錫二水合物、羧酸亞錫等。作為有機過氧化物，可例示過氧化二-第三丁基、過氧化二異丙苯基基、過氧化苯甲醯、過苯甲酸第三丁酯等。
該等硬化延遲劑中，從延遲活性良好且原料獲得性佳的觀點而言，以苯并噻唑、噻唑、順丁烯二酸二甲酯、3-羥基-3-甲基-1-丁炔、3-(三甲基矽烷氧基)-3-甲基-1-丁炔、1-乙炔基-1-環己醇為佳。
加成聚合反應中之硬化延遲劑的添加量並無特別限定，相對於使用之硬化觸媒1莫耳之較佳添加量的下限為10-1莫耳以上，更佳為1莫耳以上，較佳添加量的上限為103莫耳以下，更佳為50莫耳以下。又，該等硬化延遲劑可單獨使用，且亦可併用2種以上。
又，作為縮合聚合反應中的硬化延遲劑，可列舉碳數1~5之低級醇、分子量500以下之胺類、含氮和硫的有機化合物、含環氧基之化合物等與矽醇反應或者進行氫鍵結的化合物等。
縮合聚合反應中之硬化延遲劑的添加量可為各種設定，相對於所使用之縮合型聚有機矽氧烷之反應性末端基1莫耳之較佳添加量的下限為10-1莫耳以上，更佳為1莫耳以上，較佳添加量的上限為10莫耳以下，更佳為5莫耳以下。因為該等可與矽醇相互作用，且作用為保護基，故可抑制硬化速度。
另外，作為上述樹脂組成物中含有的偶合劑，可列舉例如矽烷偶合劑。作為矽烷偶合劑，只要是於分子中分別具有至少1個與有機基具有反應性之官能基和水解性矽基的化合物，則無特別限定。作為與有機基具有反應性之基，從操作性方面而言，選自環氧基、甲基丙烯醯基、丙烯醯基、異氰酸酯基、異三聚氰酸酯基、乙烯基、胺甲酸酯基之至少1個官能基為佳，且從硬化性及接黏性方面而言，以環氧基、甲基丙烯醯基、丙烯醯基為特佳。作為水解性之矽基，從操作性方面而言，以烷氧矽烷基為佳，且從反應性方面而言，以甲氧矽烷基、環氧矽烷基為特佳。
作為較佳之矽烷偶合劑，可例示3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三乙氧基矽烷等之具有環氧官能基的烷氧基矽烷類；3-甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧丙基三乙氧基矽烷、3-丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷、3-丙烯醯氧丙基三乙氧基矽烷、甲基丙烯醯氧甲基三甲氧基矽烷、甲基丙烯醯氧甲基三乙氧基矽烷、丙烯醯氧甲基三甲氧基矽烷、丙烯醯氧甲基三乙氧基矽烷等之具有甲基丙烯醯基或丙烯醯基的烷氧基矽烷類。
又，於上述樹脂組成物中，為了改善接黏性，可含有烷基烷氧基矽烷之水解/縮合聚合所得之交聯點具有Si-O-Si鍵的化合物。上述化合物之含量，相對於上述樹脂組成物100重量份，為5重量份以下為佳。
<6.反射率>
本發明之封裝，對於可見光可維持高反射率為佳。波長460nm之光的反射率為60%以上為佳，以80%以上為更佳，且以90%以上為再佳。
又，波長400nm之光的反射率為60%以上為佳，以80%以上為更佳，且以90%以上為再佳。
封裝的反射率可根據樹脂種類和填料的種類、填料的粒徑和含量等加以控制。
<7.折射率>
構成本發明封裝之樹脂成形體，不含填料之黏合劑樹脂的折射率為1.41~1.54為佳。樹脂成形體之黏合劑樹脂的折射率為此範圍之情況，經由與密封材所用的樹脂摻混，則可抑制樹脂成形體與密封材界面中的光反射流失。另外，構成本發明封裝之樹脂成形體的折射率，係指樹脂成形體中黏合劑樹脂成形時的折射率。
樹脂成形體之折射率，可根據樹脂種類和樹脂所含之官能基而加以控制。具體而言，含有苯基作為官能基可提高折射率，而含有氟則可減低。此外，已知在不具有苯基之二甲基系聚有機矽氧烷(折射率1.40~1.41)，相對於Si個數(莫耳數)，就苯基含有數而言，添加0.8個(莫耳)左右，則折射率到達約1.53~1.54。
硬化前樹脂組成物、樹脂成形體(黏合劑樹脂)之折射率，可以阿貝折射計(Abbe refractometer)進行測定。
<8.本發明之樹脂成形體之製造方法>
本發明之半導體發光裝置用封裝所具備的樹脂成形體，可經由將下列說明之樹脂組成物予以成形而得。
<8-1.樹脂組成物之製造方法> (使用原料)
作為使用之原料，除了上述之(A)聚有機矽氧烷、(B)填料以外，可適當使用氧化矽微粒子、硬化觸媒、硬化延遲劑、及其他添加劑。
此處，各原料之調配量，只要是可獲得本發明效果之範圍內，則無特別限制，(A)聚有機矽氧烷之調配量，相對於樹脂組成物100重量份，為15~70重量份、較佳為20~50重量份，(B)填料之調配量，相對於樹脂組成物100重量份，為20~80重量份、較佳為30~70重量份，氧化矽微粒子之調配量，相對於樹脂組成物100重量份，為1~50重量份、較佳為3~30重量份。又，硬化觸媒之調配量，例如若為鉑系觸媒，則相對於聚有機矽氧烷，鉑濃度為1~20ppm、較佳為2~10ppm。硬化延遲劑之調配量，相對於使用之硬化觸媒1莫耳，為0.1~1000莫耳、較佳為1~50莫耳。又，該等硬化延遲劑可單獨使用，且亦可併用2種以上。
(混合方法)
將各原料混合時，可使用聚有機矽氧烷作為液狀媒體。例如，計量指定量之聚有機矽氧烷、填料、硬化觸媒等，並以混合器、高速分散器、均質器、三輥機、捏和機、離心脫泡裝置等混合，以先前公知的方法混合。
於本發明中，混合無機粒子的方法並無特別限制，使用游星攪拌混合器、自轉/公轉式真空混合器、薄膜迴旋型混合器等予以脫泡混合為佳。例如，作為游星攪拌混合器，可列舉Primix公司製T.K. High Bismix、淺田鐵工公司製行星式混合器和行星式Despa、井上製作所公司製行星式混合器和Trimix、PDMixer、Ashizawa‧Finetech公司製雙螺桿行星式混合器PLM、三軸行星式混合器3PLM等。於離心攪拌之情況，可使用自轉/公轉式真空混合器(具體而言，可列舉Synki公司製ARV310、EME公司製V-mini 300V、Clubow公司製Mazerster等)。又，作為薄膜迴旋型混合器，可列舉Primix公司製T.K. Filmix，作為臼型混練機，可列舉淺田鐵工公司製Miracle KCK。
另外，於混合如氣溶膠般容易凝集之小粒子的情況，亦可於小粒子混合後，視需要使用珠粒磨和三輥機等進行凝集粒子的解碎，然後混合填料等容易混合的大粒子成分。
於混合各原料的步驟中，所製造的樹脂組成物若含有許多水分，則樹脂成形體中的SiH存在量變少，若減少水分，則樹脂成形體中的SiH存在量有變多的傾向，故以使SiH存在量成為特定範圍之方式，調整水分含量為佳。為了減少水分混入樹脂組成物，可在減壓環境氣體下進行混合。作為減壓時的氣壓，通常為0kPa以上、較佳為0.1kPa以上、更佳為0.5kPa以上，又，通常為40kPa以下、較佳為30kPa以下、更佳為20kPa以下。若低於此範圍，則難以維持減壓度且需要高精細度的裝置，具有不經濟的可能性。又，若高於此範圍，則水分的除去有不夠充分的傾向。
又，作為減壓時的環境氣體，以大氣、氮氮、稀有氣體等之惰性氣體等為佳。
減壓時之環境氣體的相對濕度，係根據溫度和壓力、減壓步驟所用之機器種類和操作方法而異，無法一概言之，一般減壓操作前的相對濕度於25℃中通常為0%以上、較佳為5%以上，又，通常為80%以下、較佳為70%以下，更佳為60%以下。若低於此範圍，則須使用提高水分除去效率的特殊傾析裝置，具有不經濟且生產性差的可能性。又，若超過此範圍，則水分除去有不夠充分的傾向。
又，與環境氣體的溫度相比較，過度降低混合時之材料溫度時，由於局部的結露，會使樹脂組成物的水分含量增加。
又，於將填料和氧化矽微粒子等混合前進行熱風乾燥，亦可減少樹脂組成物的水分含量。作為熱風乾燥時的溫度，150℃以上為佳，且以250℃以上為更佳。
(混合形態)
可將上述之原料成分全部混合，製造單組分型(one-pack)之樹脂組成物，且亦可作成雙組分型(two-pack)。雙組分型之情況，例如，可預先調製(i)聚有機矽氧烷、填料和氧化矽微粒子作為主成分的聚有機矽氧烷樹脂組成物、和(ii)硬化觸媒和硬化延遲劑作為主成分之交聯劑液的雙組分，亦可於即將使用前混合(i)聚有機矽氧烷樹脂組成物與(ii)交聯劑液。
(樹脂組成物之保管)
樹脂組成物的保管方法並無特別限制，保管時的環境溫度若為15℃以下，則抑制硬化反應的急速進行，從而可防止成形時對於模具的填充不良，故為佳。其中，樹脂組成物保管時的環境溫度若高於0℃，則保管中SiH存在量有變少的傾向，環境溫度若為0℃以下、較佳為-20℃以下，則樹脂成形體中的SiH存在量有變多的傾向，故以使SiH存在量成為特定範圍之方式調整保管時的環境溫度為佳。
<8-2.成形方法>
作為本發明之樹脂成形體的成形方法，可列舉壓縮成形法、轉移成形法和射出成形法。於壓縮成形法中，可使用壓縮成形機進行，於轉移成形法中，可使用轉移成形機進行，於射出成形法中，可使用射出成形機進行。該等之中，射出成形法因使用較小型的模具，就模具費用和保養成本方面而言係有利，故為佳。
成形溫度(射出成形法之情況，係汽缸設定溫度)，只要是根據材料適當選擇成形溫度即可，通常為80℃以上、300℃以下，較佳為100℃以上、250℃以下，更佳為130℃以上、200℃以下。成形時間只要是根據材料之硬化速度適當選擇即可，通常為3秒鐘以上、1200秒鐘以下，較佳為5秒鐘以上、900秒鐘以下，更佳為10秒鐘以上、600秒鐘以下。
上述範圍中，成形溫度為100℃以上且250℃以下，且，成形時間為10秒鐘以上且60秒鐘以下為佳，成形溫度為100℃以上且200℃以下，且，成形時間為5秒鐘以上且30秒鐘以下為更佳。此乃由於若提高硬化溫度，且硬化時間過長，則SiH基與Si乙烯基的反應過度進行，於樹脂成形體中不會殘留指定量的SiH。
任一成形法中均可視需要進行後硬化，後硬化溫度為100℃以上、較佳為150℃以上，又，為250℃以下、較佳為220℃以下。後硬化時間通常為3分鐘以上、24小時以下，較佳為5分鐘以上、10小時以下，再佳為10分鐘以上、5小時以下。
另外，亦可藉由適當設定硬化條件，而調整樹脂成形體中存在的SiH量。以將用於使樹脂成形體硬化之熱量合計減小的條件進行硬化，可使樹脂成形體中的SiH量適切，故為佳。如上述說明，硬化有成形時的硬化和後硬化，而以較溫和的條件進行後硬化為佳。作為溫和的硬化條件，可列舉以100℃~200℃、較佳150℃~200℃，加熱5分鐘~30分鐘。
藉由將本發明之樹脂成形體，於成形時與金屬佈線共同成形，可作成半導體發光裝置用封裝。例如，可藉由作成具有佈線作為金屬佈線的基板，並於基板上使用模具將樹脂成形體射出成形的方法；和在模具配置引線框架作為金屬佈線並將樹脂成形體予以射出成形的方法等而製造。
<9.半導體發光裝置>
本發明之半導體發光裝置用封裝，通常係搭載半導體發光元件並以半導體發光裝置形式使用。半導體發光裝置的概要內容係使用圖式予以說明，但本發明不被限定於下列之實施形態，且在不超脫本發明要旨的範圍中可任意變形實施。
圖1~圖8中，係顯示本發明之半導體發光裝置之一例，由半導體發光元件1、樹脂成形體2及引線框架5所構成之封裝、接合線3、密封材層(透明密封層) 8、含有螢光體之密封材層(螢光體層) 4等所構成。另外，引線框架如後述般係封裝所具備之金屬佈線的一形態。
圖1~圖8之各態樣中，為了便利，係圖示半導體發光元件以含有螢光體之密封材層(螢光體層) 4予以密封的態樣(圖1、2、4、5、7、8)；和半導體發光元件以密封材予以密封，更且螢光體層係隔離半導體發光元件而定位的態樣(圖3：後述遠程磷光體態樣)。但是，如後述，例如圖2之態樣中，使用不含有螢光體之密封材層代替螢光體層而將半導體發光元件密封的態樣；和使用密封材代替螢光體層而將半導體發光元件密封，然後在隔離半導體發光元件的位置設置螢光體層4的態樣亦包含於本發明之態樣。又，於圖3中，未設置螢光體層9的態樣；和在密封材中添加螢光體，並以含有螢光體之密封材層形式將半導體發光元件予以密封的態樣亦包含於本發明之態樣。
以下，說明關於構成本發明之半導體發光裝置的各要素。半導體發光元件1，係可使用發出具有近紫外線區域波長光的近紫外線半導體發光元件、發出紫色區域波長光的紫色半導體發光元件、發出藍色區域波長光的藍色半導體發光元件等，並發出在波長350nm以上且520nm以下之範圍具有峰值波長的光。圖1中僅記載1個半導體發光元件，但亦可如圖6所示般將複數個半導體發光元件配置成線狀、平面狀。藉由將半導體發光元件1配置成平面狀，可容易作成面照明，且該實施形態適合欲更加強發光輸出功率的情況。
構成封裝之樹脂成形體2，係與引線框架5共同成形，且引線框架5的至少一部分係接觸至樹脂成形體2。封裝之形狀並無特別限定，可為平面型且亦可為杯型，但從對光具有指向性的觀點而言，以作成杯型為佳。
引線框架5為導電性的金屬佈線，由半導體發光裝置外進行電源供給，並且擔任對半導體發光元件1通電的角色。
接合線3係將半導體發光元件1固定至封裝。又，在半導體發光元件1未與成為電極的引線框架接觸之情況，導電性接合線3係擔任對半導體發光元件1供給電極的角色。接合線3係壓黏至引線框架5，並藉由提供熱及超音波振動而接黏，引線框架5表面為銀或銀合金之情況，該接黏性提高，故為佳。
螢光體層4係在密封材中混合螢光體等的混合物，螢光體係將來自半導體發光元件1的激發光變換成可見光。螢光體層4中所含之螢光體，可根據半導體發光元件1的激發光波長而適當選擇。於發出白色光的發光裝置中，若以發出藍色激發光的半導體發光元件作為激發光源之情況，使螢光體層含有綠色及紅色螢光體，則可生成白色光。若為發出紫色激發光之半導體發光元件情況，可列舉使螢光體層含有藍色及黃色螢光體的情況、和使螢光體層含有藍色、綠色、及紅色螢光體的情況等。另外，不必將從半導體發光元件發出的光變換之情況等，亦可使螢光體層4中不含有螢光體。又，於螢光體層4中，於密封材和螢光體以外，視需要亦可含有其他成分。
作為螢光體層4所含之密封材中所用的樹脂，可適當選擇先前密封材所用之透光性物質，可列舉環氧樹脂和聚矽氧樹脂、丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯樹脂等，但以使用聚矽氧樹脂為佳。於密封材中，除了上述之樹脂以外，視需要可含有無機粒子作為增量劑、觸變材等。
本發明封裝中所用之樹脂成形體2所用之黏合劑樹脂的折射率，與上述螢光體層4所含之密封材折射率相同程度為佳。此處，所謂上述密封材的折射率，意指密封材所用樹脂的折射率，即，不含有無機粒子等添加劑之樹脂本身的折射率。具體而言，其差為0.05以下之情況，可防止在樹脂成形體2與螢光體層4的界面之光流失，可作成整體亮度高的發光裝置。樹脂成形體2之折射率、與上述螢光體層4所含之密封材的折射率差為0.03以下為佳，且其差愈接近0(零)為佳。另外，本發明中折射率係使用鈉D射線測定。
又，上述螢光體層4所含之密封材的折射率，與上述樹脂成形體2所用之黏合劑樹脂折射率相同、或者更大之情況為更佳。
以往，半導體發光裝置中之密封材與構成封裝之樹脂成形體的折射率之關係，係樹脂成形體折射率高於密封材，故樹脂成形體與密封材的界面變成光學界面，進入樹脂成形體中的光難以由樹脂成形體中出來至密封材側，半導體發光裝置的亮度低。對此，已檢討將樹脂成形體與密封材故意剝離，不以樹脂成形體表面，而以密封材剝離面反射光而使亮度提高的方法等，但提高亮度的檢討仍未充分。
又，亦檢討使用銀和鋁等之金屬反射器，但金屬反射器昂貴，且於使用中亦有生鏽、變色等問題。
於是本發明者等人著眼於折射率，認為將構成封裝的樹脂成形體與密封材的折射率作成同程度，可解決上述問題。經由作成此種構成，則不會在構成封裝的樹脂成形體與密封材的界面產生光反射，亮度提高。
為了滿足上述折射率，可經由使構成封裝之樹脂成形體及密封材均為聚矽氧系樹脂等而達成。另外，折射率的測定方法如上述。
以下，說明關於圖1~8所示之本發明之半導體發光裝置的態樣。
圖1係顯示樹脂成形體中凹部底面存在的引線框架大部分未被樹脂所被覆的半導體發光裝置。
圖2係顯示樹脂成形體中凹部底面的引線框架露出面積減小，大部分除去底面反射材(樹脂成形體)所佔部分的半導體發光裝置。於此態樣中，在樹脂成形體2直接搭載半導體發光元件1，半導體發光元件1搭載處之樹脂成形體2的厚度，通常為100μm以上、較佳為200μm以上。又，通常為3000μm以下，且較佳為2000μm以下。厚度若過薄，則光穿透底面且反射率有降低的傾向，且有發生封裝強度不足且操作上變形等問題之虞，若過厚，則封裝本身亦變厚且龐大，具有使半導體發光裝置應用用途受限的可能性。
圖3係顯示半導體發光元件1以密封材層8予以密封，再將螢光體層9隔離半導體發光元件1而定位的態樣(遠距磷光體態樣)的半導體發光裝置。如此，於密封材層8中不混合螢光體且僅具有密封的角色，將螢光體層以其他方式構成之態樣亦為本發明的實施態樣。
此種態樣，係藉由於密封材層8(透明密封層)上以接合或網版印刷等直接形成螢光體層9，並以其他步驟將樹脂成形體2覆蓋透明基板(未予圖示)，並於其上將經由網版印刷或模具塗敷等方法設置螢光體層9者載置於透明的密封材層上而製造。
如圖3態樣之情況，因半導體發光元件1與螢光體層9係隔著間隔配置，故螢光體層9可防止來自半導體發光元件1的光能量所造成的劣化，且亦可提高發光裝置的輸出功率。此時，半導體發光元件1與螢光體層9的間隔通常為0.10mm以上、較佳為0.15mm以上、更佳為0.18mm以上。另一方面，螢光體層9與半導體發光元件1的距離愈短，則發光裝置愈可小型化，從此觀點而言，由半導體發光元件上面之密封材層的厚度通常為1cm以下、較佳為5mm以下、更佳為1mm以下。
另外，在樹脂成形體2與螢光體層9之間產生的間隙，配置具有透光性的密封材層8為佳。於螢光體層9中，為了減低螢光的自我再吸收和藍、綠、紅等各色螢光體間的再吸收，亦可作成將所用之螢光體以各色分塗的多層構造，或形成條紋狀、或點狀等圖案。
另外，半導體發光元件1的光未變換波長而直接利用之情況，使用未添加螢光體的透明密封材代替螢光體層9。或者，未設置螢光體層9，而將密封材層8作為含有螢光體的螢光體層4亦可。
另外，圖2之情況，於密封材中混合螢光體層4中的螢光體並且密封裝置時，藉由控制螢光體沉降速度，可將半導體發光元件1與螢光體層4中的螢光體隔著距離配置。
圖4及5係顯示未設置如圖1~3般之杯型反射器之板上晶片(chip-on-board)裝配用的半導體發光裝置。本發明之半導體發光裝置用封裝的形狀不僅可為杯型，例如，亦可如圖4及5所圖示之板上晶片裝配用的樹脂成形體2的形狀。
該等態樣中，金屬佈線15係介隔著接合線3而將半導體發光元件1與連接部7連接。又，該等態樣中，金屬佈線15的一部分係以樹脂成形體2所被覆。樹脂成形體2亦具有作為絕緣層的機能，亦可加大其厚度。
半導體發光元件1亦可存在複數個。經由螢光體層4，可將後述圖6之複數裝配部予以一併密封。圖4中絕緣層10可為透明，亦可具有作為反射材的機能，且亦具有高放熱機能為佳。圖5中散熱片12係由金屬等之高放熱構件所形成，為了將從半導體發光元件1所產生的熱放熱至封裝外部，視需要可設置於發光元件正下方。
另外，如圖4般，基材為金屬之情況，可列舉含有鋁和銅之材料所構成的態樣，且在基材由含鋁之材料所構成之情況，亦可將具有增加反射構造之絕緣性透明多層膜經由蒸鍍等形成以作為絕緣層10。圖5之基材係由絕緣性材料所構成，可列舉由陶瓷(AlN、Al2O3)、本發明之樹脂成形體所構成的態樣。
圖4及5之半導體發光裝置中，螢光體層4亦可為不含螢光體的透明層。
圖6係顯示具有複數半導體發光元件的態樣，圖6中，引線框架5係介隔著接合線3而將半導體發光元件1與連接部7連接。此外，在引線框架5的連接部7以外，係以樹脂成形體2被覆表面。又，於此態樣中，半導體發光元件可經由含有螢光體之密封材層(螢光體層4)予以密封，或者半導體發光元件亦可經由透明的密封材層8予以密封，且在隔離半導體發光元件的位置具有螢光體層9與否皆可。
圖7係顯示封裝型之半導體發光裝置，在樹脂成形體2所構成之杯狀底面設置半導體發光元件。又，於此態樣中，螢光體層4亦可為不含有螢光體的透明層，又，亦可如圖3般將螢光體層9隔離半導體發光元件而設置。該等態樣中，引線框架5的露出部係在半導體發光裝置的斜上方側露出，難以接受來自半導體發光元件的光，故經由半導體發光元件所產生之電場、熱及光等之影響，可防止引線框架5之鍍銀等著色且發生亮度降低。
圖8係顯示本發明實施形態之半導體發光裝置的概略剖面圖。
此種態樣之半導體發光裝置1G，由引線框架5與樹脂成形體2所構成之封裝構造係適於液狀射出成形(LIM)法，成為放熱良好的構成。
於本發明之封裝成形中，樹脂成形體所用的樹脂與先前的工程塑膠樹脂比較，因柔軟且具有黏性，故難以脫模，成形體薄壁部在脫模時切絲且殘留於模型內，而容易成為妨礙連續成形的要因。因此，側面反射器部的上緣和封裝之角較佳係作成無角部且接近曲面的形狀。又，以反射器的內壁面及外壁面距離封裝底面愈遠則反射器愈薄之方式，自相對於封裝底面垂直起立的線有3±1度左右之傾斜為佳。又，就引線框架型而言，在成形/脫模時、以送料器/機械手臂等將封裝個片移送時、或在裝配發光元件時等，對於封裝施加扭轉外力，引線由成形體剝離/脫落，因此較佳係作成正負之內引線例如由封裝上方來看，以凸型和凹型般在封裝底面相互鑽入，對於扭轉應力和線接合時之局部應力強的構造。更且，引線框架較佳係由上下夾住成形體之部分的面積多的構造，成為於圖8之實施態樣中側面部與底面部的樹脂成形體夾住外引線的構造。
引線框架若預先扭轉彎曲，則成形後經由彎曲加工不會對封裝和引線框架的界面施加應力且難以破損，故為佳。本實施態樣中，外引線係預先折彎成完成形狀，且外引線裏面係與封裝裝配面在同一平面上，裝配安定性高且放熱良好。
使用本發明之半導體發光裝置用封裝之圖1~8的半導體發光裝置，可適合使用作為圖9所示之照明裝置的發光部105。但使用上述半導體發光裝置作為此種態樣之情況，通常使用僅以不含螢光體的密封材予以密封者。
圖9之照明裝置，係由具有窗部的框體101、反射器部102、光源部103、散熱片104所構成。光源部103係在佈線基板上具備發光部105，佈線基板106為相當於圖4及5之佈線基板11的形式、直接裝配半導體發光元件的COB(板上晶片)形式、如圖1、2、3及7般表面裝配半導體發光裝置的形式之任一者均可。光源部103為COB形式之情況，半導體發光元件如圖4和5記載般由成形為圓頂狀或平板狀之密封樹脂而未使用框材予以密封亦可。又，裝配於佈線基板106上的半導體發光元件可為1個且亦可為複數個。反射器部102及散熱片104可與框體101一體成型，亦可分別獨立，且可視需要使用。從放熱的觀點而言，光源部103、框體101、散熱片104為一體構造或介隔著高熱傳導性薄片和潤滑油等無間隙連接為佳。窗部107可使用公知的透明樹脂和光學玻璃等，可為平板狀且亦可具有曲面。
於設置螢光體部並作成白色LED之情況，可於光源部103且亦可於窗部107設置螢光體部，若設置於窗部107，則可在隔離發光元件的位置配置螢光體，可抑制容易因熱和光劣化之螢光體劣化，且具有可長期獲得均勻且高亮度白色光的優點。
於窗部107設置螢光體層之情況，可在透明窗材上(未予圖示)以網版印刷和模具塗敷、噴霧塗佈等方法製造螢光體層。半導體發光元件與窗部107之螢光體層的距離為5~50mm為佳。此時，為了減低螢光的自我再吸收和RGB各色螢光體間的再吸收，亦可作成對所用之螢光體各色分塗之多層構造，或形成條紋狀、或點狀等圖案。
上述照明裝置之各部的形狀並不限於圖中所示，可具有曲面部，且視需要亦可附有調光裝置和電路保護裝置等附屬裝置。
另外，於所說明之圖9的照明裝置中，本發明之半導體發光裝置用封裝所具備的樹脂成形體，例如，亦可使用於框體101、反射器部102、光源部103、發光部105、佈線基板106之各構件。此樹脂成形體因為紫外線~可見光的反射率高且耐熱性、耐光性優異，故可抑制所需要的半導體發光元件個數，且可廉價提供高亮度、高耐久的照明裝置。
特別是，本發明之半導體發光裝置用封裝所具備之樹脂成形體由於紫外線~藍色光的反射率高，可有效反射由螢光體轉換波長前之半導體發光元件所發出的光，適合螢光體層設置於由光源部隔離之位置的實施態樣。半導體發光元件的發光色在紫外線~近紫外線之情況，(B)填料以氧化鋁作為主成分為佳，於藍色之情況，以氧化鋁及/或氧化鈦作為主成分為佳。
[實施例]
以下，列舉實施例更加詳細說明本發明，但本發明不被下列實施例所限定。
<白色樹脂組成物及樹脂成形體之製造> [實施例1]
於聚乙烯製容器中裝入6.0克之氧化鋁(次級粒子之平均粒徑：1.2μm、初級粒子之平均縱橫比：1.48)、0.47克之經表面處理(三甲基矽烷基處理)的燻製氧化矽、非含有苯基之聚矽氧(含有乙烯基：0.3毫莫耳/克、含有鉑：8ppm、在常溫之黏度3700cp。以下，將此聚矽氧稱為「非含有苯基之聚矽氧E」)3.04克、非含有苯基之聚矽氧(含有乙烯基：0.1毫莫耳/克、含有氫化矽烷基：4.6毫莫耳/克、在常溫之黏度600cp。以下，將此聚矽氧稱為「非含有苯基之聚矽氧F」)0.30克、含有硬化延遲成分(觸媒控制成分)之非含有苯基之聚矽氧(含有乙烯基：0.2毫莫耳/克、含有氫化矽烷基：0.1毫莫耳/克、含有炔基：0.2毫莫耳/克、在常溫之黏度500cp。以下，將此聚矽氧稱為「非含有苯基之聚矽氧G」)0.15克，並於Thinky公司製泡取練太郎中攪拌後，以聚丙烯製刮刀攪拌。再實施真空脫泡獲得白色樹脂組成物1。白色樹脂組成物1之SiH與Si(CHCH2)的莫耳比SiH/Si(CHCH2)，以裝入組成計為1.3。
將所得之白色樹脂組成物1，使用不銹鋼模具於銀板上以約1cm直徑、1mm厚度成形，並於10kg/cm2之壓力下，於空氣中以150℃加溫加壓3分鐘，藉此獲得樹脂成形體1。
對於所得之樹脂成形體以下列條件進行IR測定，求出2167cm-1/2904cm-1的強度比，並以預先作成的檢量線為基礎，計算SiH存在量。
IR測定之條件
使用裝置：Varian公司製紅外線分光裝置FTS-7000
測定條件：快速掃描法，經由通常之IR干涉計掃描之穿透測定，檢測器係使用MCT Detector，掃描頻率20kHz，分解能：4cm-1
樹脂成形體1中的SiH存在量為44μmol/g。
銀板上之樹脂成形體1，即便以刮刀由旁邊施加少許力量亦不會由銀表面剝離。
[實施例2]
除了使非含有苯基之聚矽氧E、和非含有苯基之聚矽氧F的添加量分別為2.89克、0.46克以外，同實施例1處理而調製白色樹脂組成物2，並予以成形，藉此獲得樹脂成形體2。另外，白色樹脂組成物2之SiH與Si(CHCH2)的莫耳比SiH/Si(CHCH2)，以裝入組成計為2.0。
樹脂成形體2中的SiH存在量為90μmol/g。
銀板上之樹脂成形體2，即便以刮刀由旁邊施加少許力量亦不會由銀表面剝離。
[實施例3]
除了使氧化鋁添加量為5.23克、表面以氧化矽和氧化鋁予以薄膜塗敷的金紅石型氧化鈦(初級粒徑：0.3μm、初級粒子之平均縱橫比：1.45)的添加量為0.80克以外，同實施例1處理而調製白色樹脂組成物3，並予以成形，藉此獲得樹脂成形體3。另外，白色樹脂組成物3的SiH與Si(CHCH2)的莫耳比SiH/Si(CHCH2)，以裝入組成計為1.3。
樹脂成形體3中的SiH存在量為49μmol/g。
銀板上之樹脂成形體3，即便以刮刀由旁邊施加少許力量亦不會由銀表面剝離，但觀察到若干浮起。
[比較例1]
除了使非含有苯基之聚矽氧E、和非含有苯基之聚矽氧F的添加量分別為3.10克、0.24克以外，同實施例1處理而調製白色樹脂組成物4，並予以成形，藉此獲得樹脂成形體4。另外，白色樹脂組成物4的SiH與Si(CHCH2)的莫耳比SiH/Si(CHCH2)，以裝入組成計為1.0。
樹脂成形體4中的SiH存在量為24μmol/g。
銀板上之樹脂成形體4，若以刮刀由旁邊施加力，則由銀表面簡單剝離。
[比較例2]
除了使非含有苯基之聚矽氧E、和非含有苯基之聚矽氧F的添加量分別為2.68克、0.67克以外，同實施例1處理而調製白色樹脂組成物5，並予以成形，藉此獲得樹脂成形體5。另外，白色樹脂組成物5的SiH與Si(CHCH2)的莫耳比SiH/Si(CHCH2)，以裝入組成計為3.1。
樹脂成形體5中的SiH存在量為126μmol/g。
銀板上之樹脂成形體5，即便以刮刀由旁邊施加少許力量亦不會由銀表面剝離，但觀察到若干浮起。
<反射率之測定>
對於上述實施例及上述比較例所得之白色樹脂組成物1至5，作成以板厚0.5mm左右成形之樹脂成形體6至10。又，並以Solve Advanced Polymers股份有限公司製聚酞醯胺樹脂的Amodel A4122作為醯胺樹脂組成物，作成以板厚2000μm成形的樹脂成形體11。
使用Konica Minolta公司製SPECTROPHOTOMETER CM-2600d，樹脂成形體6至10以測定徑3mm，樹脂成形體11以測定徑6mm，分別測定波長360nm、400nm、420nm、440nm及460nm之光的反射率(%)。測定結果示於表1。
<半導體發光裝置用封裝之製造> [實施例4]
使用實施例1之白色樹脂組成物1，並使用整面鍍銀之銅引線框架，藉由液狀射出成形，而成形出如圖2所示之縱5mm×橫5mm×高度1.5mm、開口部具有直徑3.6mm凹部的杯狀表面裝配型封裝1。以150℃、500kg/cm2、硬化時間20秒鐘之條件進行成形。
所得之表面裝配型封裝1中的SiH存在量為38μmol/g。
[比較例3]
以Solve Advanced Polymers股份有限公司製聚酞醯胺樹脂Amodel A4122作為醯胺樹脂組成物，並與實施例4同樣使用整面鍍銀的銅引線框架，而成形出縱5mm×橫5mm×高度1.5mm、開口部具有直徑3.6mm凹部的杯狀表面裝配型封裝2。另外，實施例4之封裝1與比較例3之封裝2為完全相同形狀。
[實施例5]
使用實施例1之白色樹脂組成物1，與整面鍍銀之銅引線框架共同藉由液狀射出成形，而成形出杯狀的表面裝配型封裝3。以實施例4同樣之條件(150℃、500kg/cm2、硬化時間20秒鐘)進行硬化，且該封裝之形狀係具有樹脂部為縱3.2mm×橫2.7mm×高度1.4mm、開口部具有直徑2.4mm凹部之杯狀、圖8記載之形狀。
觀察成形之封裝時，未產生毛邊，且無缺料(short mold)、脫模不良的封裝。另外，所得之表面裝配型封裝3中的SiH存在量，因以實施例4同樣之條件進行成形，故認為與實施例4相同值(38μmol/g)。
將成形的封在以液態氮冷凍之狀態以微切片機予以切削，進行封裝剖面的SEM觀察。剖面露出之氧化鋁的初級粒徑為0.3μm、初級粒子的縱橫比為1.48。
[比較例4]
將屬於使Solve Advanced Polymers股份有限公司製聚酞醯胺樹脂之Amodel A4122成形的市售封裝，且具有整面鍍銀的銅引線框架，樹脂部為縱3.2mm×橫2.7mm×高度1.4mm、開口部具有直徑2.4mm凹部之杯狀封裝，作為比較用的表面裝配型封裝4。
<以200℃加熱10分鐘後之SiH存在量>
將如上述處理所得之樹脂成形體1至5之試驗片及表面裝配型封裝1，以200℃加熱10分鐘後，以上述之測定條件測定SiH存在量。其測定結果示於表2。
更且，對於實施例4之封裝1，再以200℃加熱10分鐘後(即，進行2次200℃加熱10分鐘後)，以上述之測定條件測定SiH存在量。其測定結果示於表2。可知將樹脂成形體或封裝以200℃加熱10分鐘後，即便再進行加熱，SiH存在量亦不太有變化。
<加溫加壓所造成之成形時的突出量之測定>
對於上述實施例及上述比較例所得之白色樹脂組成物1至5，測定加溫加壓所造成之成形時的突出量。即，對於厚度0.3mm之不銹鋼板的貫通孔(直徑13mm)，以80體積%填充試料，並將其上覆被聚醯亞胺薄膜者，以熱加壓機以150℃、165kg/cm2、3分鐘之條件予以加溫加壓。加溫加壓終了後，測定由貫通孔突出之材料端之從孔端部起的最長距離。材料的一部分未到達孔端部之情況，係將直到材料端為止的最長距離以負值記錄。此處，該測定值小於-2mm之情況，於成形中有發生未填充的傾向。又，該測定值大於3mm之情況，於成形中有發生所謂毛邊的傾向。
結果示於表3。於本案發明之白色樹脂組成物1至3中，突出量為良好的範圍。另一方面，比較例之白色樹脂組成物4係突出量大，又，比較例之白色樹脂組成物5雖突出量少，但成形時產生氣泡，判斷為不適於樹脂成形體用材料。
<發光裝置之製造1>
使用實施例4之表面裝配型封裝1及比較例3之表面裝配型封裝2，如下處理而組裝發光裝置。
將具有406nm發光波長之半導體發光元件(定格電流20mA)在封裝凹部露出之內引線上的指定位置，介隔著聚矽氧晶粒黏合材(信越化學工業(股)製KER-3000-M2)設置後，將該聚矽氧晶粒黏合材以100℃硬化1小時、再以150℃硬化2小時。如此處理而於封裝上搭載半導體發光元件後，以金屬線連接該封裝的引線框架和半導體發光元件。
其次，以下列方法將半導體發光元件密封，製造半導體發光裝置。
(1)密封材之製造
將Momentive Performace Materials Japan有限公司製兩末端矽醇二甲基矽油XC96-723 385克、甲基三甲氧基矽烷10.28克、及作為觸媒之四乙醯丙酸鋯粉末0.791克，於安裝有攪拌翼、分餾管、迪姆羅回流冷凝器及里比西冷凝器之500毫升三口燒瓶中計量，並於室溫中攪拌15分鐘，直到觸媒的粗大粒子溶解為止。其後，將反應液升溫至100℃且將觸媒完全溶解，並於100℃全迴流下以500rpm攪拌30分鐘進行初期水解。
接著將餾出連接至里比西冷凝器側，於液中以SV20吹入氮並一邊使生成之甲醇及水分、副生成物之低沸矽成分伴隨氮氣餾出且一邊以100℃、500rpm攪拌1小時。一邊於液中以SV20吹入氮氣一邊再升溫至130℃、保持且繼續聚合反應5小時，獲得黏度120mPa‧s的反應液。另外，此處所謂「SV」係「Space Velocity(空間速度)」的簡稱，係指每單位時間的吹入體積量。因此，所謂SV20，係指1小時吹入反應液20倍體積的N2。
停止吹入氮氣且一旦將反應液冷卻至室溫後，將反應液移至茄型燒瓶，使用旋轉蒸發器於油浴上以120℃、1kPa 50分鐘餾出微量殘留的甲醇及水分、低沸矽成分，獲得黏度230mPa‧s之無溶劑的密封材液(折射率1.41)。
(2)半導體發光元件的密封
對於上述實施例4及比較例3之封裝凹部，將上述密封材以開口部上緣相同高度之方式滴下後，於恆溫器中以90℃2小時、其次以110℃ 1小時、150℃ 3小時進行加熱硬化，將半導體發光元件密封。
<初期放射束的測定>
將如上述使用實施例4之表面裝配型封裝1及比較例3之表面裝配型封裝2所製造的半導體發光裝置安裝至點燈電源，通電20mA之驅動電流並且進行點燈10秒鐘之初期放射束(光輸出功率)的測定。結果示於表4。在具備使用折射率差小之封裝之實施例4之表面裝配型封裝1的發光裝置之情況，係大為提高密封後的放射束。
另外，於放射束的測定上，係使用Ocean Optics公司製分光器「USB2000」(積算波長範圍：350~800nm、受光方式：100mmΦ之積分球)，將分光器本體保持於25℃恆溫槽內並測定。為了防止發光裝置的溫度上升，係介隔著熱傳導性絕緣薄片於3mm厚的鋁板進行放熱。
又，表4中，黏合劑樹脂(封裝之樹脂成形體部所用之樹脂)及如上述處理所製造之密封材的折射率，係以阿貝折射計予以測定者。
<發光裝置之製造2>
如下處理，分別組裝各5種具備實施例5之表面裝配型封裝3或比較例4之表面裝配型封裝4的發光裝置。即，針對各個封裝，製造在波長360nm、406nm或460nm具有發光峰值波長之半導體發光元件各1個於封裝中予以透明(清澈)密封的發光裝置、和在波長406nm或460nm具有發光峰值波長之半導體發光元件各1個於封裝中使用螢光體糊料予以密封的發光裝置。
將1個半導體發光元件(定格電流20mA)在露出封裝凹部之內引線上的指定位置，介隔著聚矽氧晶粒黏合材(信越化學工業(股)製KER-3000-M2)設置後，將該聚矽氧晶粒黏合材以100℃1小時、再以150℃2小時硬化。如此處理而於封裝上搭載半導體發光元件後，以金屬線連接該封裝之引線框架和半導體發光元件。
[透明(清澈)密封]
對於如上述製造之發光裝置的封裝凹部，將上述<發光裝置之製造1>所用之密封材以開口部上緣相同高度之方式滴下後，於恆溫器中進行90℃×2小時、其次110℃×1小時、150℃×3小時之加熱硬化，藉此將半導體發光元件予以透明(清澈)密封，而獲得對於實施例5之表面裝配型封裝3及比較例4之表面裝配型封裝4分別具有360nm、406nm、460nm之半導體發光元件的半導體發光裝置(共計6種)。
[螢光體糊料之製造] (406nm半導體發光元件用螢光體糊料的製造)
於<發光裝置之製造1>所用的密封材中混合三菱化學公司製之紅色螢光體CaAlSi(ON)3：Eu、及藍色螢光體BaMgAl10O17：Eu、電氣化學工業股份有限公司製之綠色螢光體(Si,Al)6(O,N)8：Eu(β-sialon)、及作為觸變劑之Ebonic公司製AEROSIL RX-200並作成糊狀，獲得406nm發光元件用的螢光體糊料。
(460nm半導體發光元件用螢光體糊料的製造)
於<發光裝置之製造1>所用的密封材中混合三菱化學公司製之紅色螢光體CaAlSiN3：Eu、綠色螢光體CaSc2O4：Ce、及作為觸變劑之Ebonic公司製AEROSIL RX-200並作成糊狀，獲得460nm發光元件用的螢光體糊料。
[使用螢光體糊料的密封]
除了將如上述處理而製造之具有406nm半導體發光元件之發光裝置的封裝，使用上述之406nm半導體發光元件用螢光體糊料予以密封以外，同上述「透明(清澈)密封」處理，獲得對於實施例5之表面裝配型封裝3及比較例4之表面裝配型封裝4分別具有406nm之半導體發光元件，且發出白光的2種半導體發光裝置。
又，除了將如上述處理而製造之具有460nm半導體發光元件之發光裝置的封裝，使用上述之460nm半導體發光元件用螢光體糊料予以密封以外，同上述「透明(清澈)密封」處理，獲得對於實施例5之表面裝配型封裝3及比較例4之表面裝配型封裝4分別具有460nm之半導體發光元件，且發出白光的2種半導體發光裝置。
<初期放射束的測定>
將上述<發光裝置之製造2>所製造之實施例5之表面裝配型封裝3或比較例4之表面裝配型封裝4中發光元件被透明(清澈)密封之6種半導體發光裝置安裝至點燈電源，通電60mA的驅動電流並且進行點燈20秒鐘後之放射束(光輸出功率)的測定。結果示於表5。
另外，於放射束的測定上，使用Ocean Optics公司製分光器「USB2000」(積算波長範圍：350~800nm、受光方式：100mmΦ之積分球)，將分光器本體保持於25℃恆溫槽內並測定。為了防止發光裝置的溫度上升，係介隔著熱傳導性絕緣薄片並於3mm厚的鋁板進行放熱。
<連續點燈試驗>
將上述<發光裝置之製造2>所製造之實施例5之表面裝配型封裝3或比較例4之表面裝配型封裝4中，在波長406nm或460nm具有發光峰值波長之半導體發光元件予以透明(清澈)密封的發光裝置(共計4種)、和在波長406nm或460nm具有發光峰值波長之半導體發光元件使用螢光體糊料予以密封的發光裝置(共計4種)安裝至點燈電源，並於85℃、相對濕度85%之環境試驗機中，通電60mA的驅動電流，進行連續點燈試驗。每指定時間取出半導體發光裝置，於線上測定相對於初期放射束(mW)之經時後的放射束(mW)的百分率(放射束維持率)。於具有螢光體之白色發光裝置中使用全光束(Lm)評估試驗前後的全光束維持率。
另外，全光束的測定係與上述初期放射束測定同樣的方法進行。結果示於圖10。
如表5及圖10所示，使用實施例5之表面裝配型封裝3之透明密封的半導體發光裝置，與先前構成之使用比較例4之表面裝配型封裝4的半導體發光裝置相比較，於406nm、460nm任一波長中均顯示高放射束，同時，於連續點燈試驗中亦可長時間維持高放射束。又，即便併用螢光體作成白色LED時亦可同樣長時間維持高的全光束。
<根據樹脂成形體與密封材之折射率差的反射率>
為了檢討構成封裝之樹脂成形體與密封材的最適折射率差，係進行以下的光學模擬檢討。
使用美國Optical Research Associates公司製之Light Tools進行光學模擬。
構成係設置光源、作為反射材之板狀樹脂成形體、密接反射材的透明密封材料(密封材)，且於遠方設置受光偵測器。光源、偵測器亦設置於密封材料中。光源係發出特定波長的光，並對於反射材料進行朗伯(Lambertion)入射者。因光源本身未設定材質，故設定不引起反射和折射。板狀之反射材係對於板厚，設定成充分大的尺寸。
反射材(樹脂成形體)、及密封材所用之樹脂設為聚有機矽氧烷，反射材設為氧化鋁粒子均勻分散的模型，且密封材設為粒子不分散之模型。上述聚有機矽氧烷之折射率等光學常數，係使用實際測定所得之值計算。氧化鋁之折射率係輸入一般已知值，且粒子之平均粒徑、粒徑分佈係採用實測值。又，粒子濃度亦任意設定。
計算係由光源射出百萬根光線，並入射至反射材表面。反射材的表面假定為光學上平坦，穿透反射材表面，進入反射材內部的光，係再接觸粒子，從而重複進行多重散亂。根據粒子的濃度和厚度，不僅朝光的入射方向反射，並且引起朝反面的穿透。經過該等計算而積算入射至設置於遠方之受光器的光線，測定反射率。
將由反射材(樹脂成形體)所用之黏合劑樹脂的折射率減去密封材折射率之折射率差變化的結果，示於表6。
由此模擬結果，可確認反射材(樹脂成形體)所用之黏合劑樹脂與密封材的折射率差小者，反射率高。折射率差大之情況，由密封材入射至反射材(樹脂成形體)的光，在密封材與反射材(樹脂成形體)之界面重複多重反射而產生光衰減，結果使反射率變低。相反地，折射率差小之情況，難以經由此多重反射引起光衰減，故可為高反射率。
1．．．半導體發光元件
1G．．．半導體發光裝置
2．．．樹脂成形體
3．．．接合線
4．．．含有螢光體之密封材層(螢光體層)
5．．．引線框架
6．．．反射材被覆部之厚度
7．．．連接部
8．．．密封材層
9．．．窗部(螢光體層)
10．．．絕緣層
11．．．佈線基板
12．．．散熱片
13．．．金屬基材
14．．．絕緣性基材
15．．．金屬佈線
101．．．框體
102．．．反射器部
103．．．光源部
104．．．散熱片
105．．．發光部
106．．．佈線基板
107．．．窗部
圖1係表示本發明之半導體發光裝置之一態樣的概念圖。
圖2係表示本發明之半導體發光裝置之一態樣的概念圖。
圖3係表示本發明之半導體發光裝置之一態樣的概念圖。
圖4係表示本發明之半導體發光裝置之一態樣的概念圖。
圖5係表示本發明之半導體發光裝置之一態樣的概念圖。
圖6係表示本發明之半導體發光裝置之一態樣的平面圖。
圖7係表示本發明之半導體發光裝置之一態樣的概念圖。
圖8係表示本發明之半導體發光裝置之一態樣的概念圖。
圖9係顯示搭載本發明之半導體發光裝置的照明裝置之一態樣的圖。
圖10係顯示本發明之半導體發光裝置中之連續點燈試驗的結果之圖表。
1．．．半導體發光元件
2．．．樹脂成形體
3．．．接合線
4．．．含有螢光體之密封材層(螢光體層)
5．．．引線框架

Claims (10)

  1. 一種半導體發光裝置用封裝，係至少具備：含有(A)含有SiH之聚有機矽氧烷及(B)填料之樹脂成形體者，其特徵為，上述樹脂成形體於200℃加熱10分鐘後上述樹脂成形體中的SiH存在量為20~65μmol/g。
  2. 如申請專利範圍第1項之半導體發光裝置用封裝，其中，上述封裝進一步具備金屬佈線，且上述金屬佈線的至少一部分係接觸至上述樹脂成形體。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之半導體發光裝置用封裝，其中，上述樹脂成形體於厚度0.5mm時，波長460nm的光之反射率為60%以上。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之半導體發光裝置用封裝，其中，上述樹脂成形體於厚度0.5mm時，波長400nm的光之反射率為60%以上。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之半導體發光裝置用封裝，其中，上述(B)填料為氧化鋁及/或氧化鈦。
  6. 如申請專利範圍第5項之半導體發光裝置用封裝，其中，上述(B)填料之初級粒徑為0.1μm以上且2μm以下，且初級粒子之縱橫比為1.0以上且4.0以下。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之半導體發光裝置用封裝，其中，上述(A)含有SiH之聚有機矽氧烷係以SiH與 Si(CHCH2)之當量比SiH/Si(CHCH2)成為0.9~2.5之方式將含有SiH之有機矽化合物與含有Si(CHCH2)之有機矽化合物混合而成。
  8. 一種半導體發光裝置用封裝，係至少具備：含有(A)含有SiH之聚有機矽氧烷及(B)填料之樹脂成形體者，其特徵為，上述樹脂成形體中的SiH存在量為30~120μmol/g。
  9. 一種半導體發光裝置，其特徵為，至少具備半導體發光元件、申請專利範圍第1、2或8項之封裝、及密封材。
  10. 如申請專利範圍第9項之半導體發光裝置，其中，上述樹脂成形體所用之黏合劑樹脂與密封材的折射率差為0.05以下。
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