TWI796363B - 發光裝置 - Google Patents

發光裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI796363B
TWI796363B TW107133750A TW107133750A TWI796363B TW I796363 B TWI796363 B TW I796363B TW 107133750 A TW107133750 A TW 107133750A TW 107133750 A TW107133750 A TW 107133750A TW I796363 B TWI796363 B TW I796363B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
emitting device
wire
metal member
emitting element
Prior art date
Application number
TW107133750A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201919855A (zh
Inventor
加藤保夫
濱田裕一
濵田健作
赤石孝徳
Original Assignee
日商日亞化學工業股份有限公司
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 日商日亞化學工業股份有限公司 filed Critical 日商日亞化學工業股份有限公司
Publication of TW201919855A publication Critical patent/TW201919855A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI796363B publication Critical patent/TWI796363B/zh

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01L2224/42—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
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
    • H01L2224/48465—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch
    • 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
    • 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

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

本發明之課題在於提高於發光裝置中使用之光提取效率。一種發光裝置具備：發光元件，其具有焊墊電極；以及金屬構件，其經由導線與焊墊電極連接，且，該導線具有：以Cu為主成分之芯材、以Pd為主成分之中間層、以Ag為主成分之表層。

Description

發光裝置
本發明係關於一種發光裝置。
作為將半導體發光元件(以下，亦簡稱為「發光元件」)之焊墊電極與封裝體之電極連接之導線，提出有將以Cu為主成分之導線芯材用反射率較高之物質塗覆而獲得之被覆導線(專利文獻1、2)。
但是，於專利文獻1中，雖然於導線芯材中使用Cu並且使用Ag能夠提高光提取效率，但是芯材之Cu容易於表層之Ag中進行熱擴散。另外，於專利文獻2中，提出有一種覆Cu導線，其芯材包含Cu，中間層包含Pd，表層包含Ag。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2007-80990號公報 [專利文獻2]日本專利特開2012-039079號公報
[發明所欲解決之問題]
對於上述之被覆導線，於長時間使用時，光提取效率容易下降。 [解決問題之技術手段]
本發明包含以下之構成。 一種發光裝置，其具備：發光元件，其具備焊墊電極；以及金屬構件，其經由導線與焊墊電極連接，該導線具有：以Cu為主成分之芯材、以Pd為主成分之中間層及以Ag為主成分之表層。 [發明之效果]
根據以上構成，能夠獲得一種發光裝置，其於使發光裝置長時間驅動之情形時，光提取效率不容易下降。
以下一面參照附圖，一面詳細說明用於實施本發明之形態。然而，以下示出之形態係對用於將本發明之技術思想具體化之發光裝置進行例示者，而並非將本發明限定為以下內容。另外，關於實施形態中所記載之構成構件之尺寸、材質、形狀、其相對配置等，除非有特別說明，否則並非意在將本發明之範圍限定於此，而僅為示例。再者，為了明確說明，有時對於各附圖所示之構件之大小、或位置關係等進行了放大。
於圖1A及1B中表示實施形態1之發光裝置100。再者，圖1A省略密封構件。發光裝置100具備：封裝體10；發光元件3，其載置於封裝體10；以及導線1。封裝體10具備：金屬構件2，其作為一對正負電極而發揮作用；以及樹脂成形體4，其將金屬構件2一體地保持。發光元件3具備：半導體之積層結構體32，其包含發光層；以及焊墊電極31，其形成於積層結構體32之上表面。導線1將金屬構件2及焊墊電極31連接。金屬構件2作為載置有發光元件3之載置構件而發揮作用。另外，金屬構件2作為用於經由導線1而使發光元件3通電之一對正負電極而發揮作用。
本實施形態之導線1如圖2之概略截面圖所示，包含：以Cu為主成分之芯材11；以Pd為主成分之中間層12；以及以Ag為主成分之表層13。該以Cu為主成分之芯材11之直徑例如為10 μm～30 μm。另外，該以Pd為主成分之中間層12之厚度例如為30 nm以上且100 nm以下。進而，該以Ag為主成分之表層13之厚度例如為40 nm以上且300 nm以下。
(導線1) 導線1將金屬構件2及發光元件3之焊墊電極31電氣連接。利用圖2對導線1進行說明。本實施形態之導線1具備之積層結構至少含有：以Cu為主成分之芯材11；塗覆於其表面之以Pd為主成分之中間層12；以及進而塗覆於該中間層12表面之以Ag為主成分之表層13。
芯材11以Cu為主成分，並且，較佳為含有Cu至少95%以上，更佳為含有Cu至少97%以上。芯材11亦可根據接合性、形成球之容易性、適當之伸長率、適當之環形狀、適當之硬度等生產性、或發光裝置100之形狀等而適當地添加Au、Ag、Zn、Sn、V、B、Ti、Mg、P、S等添加劑或合金金屬。芯材11之直徑可根據發光裝置100之形狀、或輸出等而適當選擇。芯材11之直徑例如較佳為10 μm以上且30 μm以下。
中間層較佳為含有選自Cu、Te、Ge、Se、Au、Ag中之至少一種以上。中間層12較佳為以Pd為主成分，較佳為含有Pd為90%以上，更佳為含有Pd為95%以上。中間層12亦可根據耐熱性、耐腐蝕性、耐氧化性、密接性、形成球之容易性、適當之伸長率、適當之環形狀、適當之硬度等生產性、或發光裝置100之形狀等而適當添加添加劑或合金金屬。中間層12例如亦可微量地含有Se、Ge、Bi、Te等，並且藉此可期待提高耐熱性。於利用電鍍法製作Pd中間層之情形時，亦可使用於所使用之鍍液中添加該等添加劑後之鍍液。
表層較佳為含有選自Pd、Au、Se、S、C、N、O中之至少一種以上。以Ag為主成分之表層13特別較佳為除了不可避免之雜質以外不含雜質之純度較高的Ag。表層13亦可為了提高耐熱性、或光反射率而含有Se、S等微量添加劑。於利用電鍍法製作以Ag為主成分之表層13之情形時，亦可使用於所使用之Ag鍍液中作為添加劑而適當地添加Se化合物、S化合物後之鍍液。
作為製造導線1之方法，首先，準備直徑比作為目標之導線之直徑更大之芯材11，於形成比作為目標之中間層及表層更厚之鍍層之後，實施伸線加工。再者，對於芯材、中間層、表層、導線，於伸線加工之前後，各構件使用相同名稱進行說明。
對捲繞成線圈狀之通常直徑為2 mm-6 mm之以Cu為主成分之芯材11，利用電鍍法，首先，以數μm左右之厚度鍍敷作為中間層12之Pd鍍層，然後，同樣地以數μm左右之厚度鍍敷作為表層13之Ag鍍層。對如此製作之直徑數mm之導線，一面進行熱處理，一面穿過適當孔形狀之伸線模，反覆進行數個階段伸線加工，例如能夠製作直徑10 μm～30 μm之導線。於伸線加工前之鍍敷步驟中形成之Pd或Ag之鍍層厚度較佳為根據其後之伸線加工之程度進行調整。由於如此一面加熱一面進行伸線加工，從而於芯材11與中間層12與表層13之界面附近彼此進行熱擴散，因此，進行某種程度之合金化。合金化之程度較佳為藉由調整熱處理之溫度、或時間等條件來調整導線1之各種特性。
再者，作為導線1，使用直徑25 μm之以Cu為主成分之芯材11，利用電鍍法分別鍍敷含有Pd之中間層12及含有Ag之表層13，不進行伸線加工亦能夠製作期望之導線1。
(封裝體10) 本實施形態之發光裝置100具有至少具備金屬構件2之封裝體10。該封裝體10可具備：金屬構件2及絕緣性之基體4。
封裝體10例如於俯視時外周形狀為方形，而且，具有於上表面具備開口部之凹部。凹部之於例如底面露出有金屬構件2之開口部之俯視形狀為四邊形。於封裝體10之下表面，一對金屬構件2之一部分作為外部端子部而露出。封裝體10之俯視形狀除了四邊形之外形以外，可為長方形、多邊形以及將該等組合後之形狀。於發光裝置100之封裝體10具有凹部之情形時，凹部之側壁部之內側面除了如圖1B所示之以相對於底面傾斜之角度設置以外，可為大致垂直之角度，亦可於該內側面具有階梯面。另外，對於壁部之高度、或開口部之形狀等，亦可根據目的、或用途等而適當選擇。較佳為於凹部之內部設置金屬構件2，除了本實施形態般於底面部以外，亦可於側壁部具備金屬構件。
(金屬構件2) 金屬構件2能夠作為對來自發光元件3之光之反射較高之光反射構件而發揮作用。例如，金屬構件2之表面具有含Au或Ag層並且以將來自發光元件3或後述之波長轉換構件之發光高效地反射之方式設置於發光裝置100。
於將金屬構件2用作光反射構件之情形時，只要能夠對自發光元件3射出之光進行反射，則可以任何形式用於發光裝置100中。例如，如圖1A等所示，可配置於發光元件3之下方，亦可設置成環繞發光元件3之反射器形狀。另外，金屬構件2可為如圖1A等所示之板狀之引線框架，亦可為形成於絕緣性之基體上之配線。另外，金屬構件2亦可兼具作為載置發光元件3之載置構件、進行放熱之放熱構件、與發光元件3電氣連接之金屬構件之功能。因此，金屬構件2與該功能對應地，較佳為放熱性、導電性、接合性(Bondability)優異。
金屬構件2之表面對可見光區域之波長之光的反射率為70%以上，特別較佳為80%以上之反射率。藉此，能夠提高光提取效率。另外，較佳為高光澤，光澤度為0.5以上，更佳為1.0以上，進而較佳為1.6以上。此處示出之光澤度係使用日本電色工業製之微小面積色差計VSR 300A，以45°照射、垂直接收光獲得之數字。金屬構件較佳為表面含有選自Ag、Au、Pd、Rh、Pt中之至少一種以上。金屬構件之表面特別較佳為含Au或Ag層。
金屬構件2之含Au或Ag層可設置於金屬構件2之所有表面，或者可設置於金屬構件2之部分表面。即，於金屬構件2之表面之至少一部分具有含Au或Ag層即可。例如，對於圖1A、圖1B中示出之發光裝置100，較佳為金屬構件2於凹部之底面露出，並且如此於金屬構件2之被來自發光元件3之光照射之部分之表面設置反射率較高之含Ag層。另外，於金屬構件2中，對於埋設於基體4之側壁部內部之埋設部、或露出於基體4之外部之外部端子部、於發光裝置100之下表面側露出之安裝部，亦可於其表面不設置含Au或Ag層。於如此於金屬構件2之一部分設置含Au或Ag層之情形時，可藉由於成膜時用抗蝕劑、或保護膠帶等對未形成含Au或Ag層之部分以掩膜方式進行保護等來進行。
金屬構件2之含Au或Ag層可於整個區域為同等厚度，或者亦可厚度不同。藉由部分地減少含Au或Ag層之厚度，從而能夠降低成本。例如，能夠將含Au或Ag層設置於金屬構件2之上表面與下表面，並且使一面之厚度比另一面更厚。就提高光提取效率之觀點而言，較佳為於載置有發光元件3之金屬構件2之上表面、或發光元件3之附近之部分設置厚度較厚之含Au或Ag層。由於在金屬構件之下表面不設置反射率較高之含Au或Ag層，因此能夠減少Au或Ag等材料之量，能夠獲得降低成本之金屬構件2。
為了於金屬構件2之表面形成含Au或Ag層，就大規模生產之觀點而言，較佳為鍍敷法。特別是，於藉由電解電鍍形成時，根據需要，可藉由併用Se系光澤劑、Sb系光澤劑、S系光澤劑、Ti添加劑、Pb添加劑、As光澤劑、有機系光澤劑等光澤劑、或添加劑來提高光澤度。藉此，能夠獲得具有高光澤度並且耐腐蝕性亦優異之金屬構件2。
另外，為了提高金屬構件2之光反射率，母材之平整度較佳為儘可能高。例如，表面粗糙度Ra較佳為0.5 μm以下。藉此，能夠提高設置於母材上之含Au或Ag層之平坦度，並且能夠良好地提高金屬構件2之光反射率。母材之平整度能夠藉由進行壓延處理、物理研磨、化學研磨等處理來提高。
(基體) 發光裝置100之封裝體10具備基體4。基體4係以將一對金屬構件2一體地保持之樹脂作為基材之構件。
作為基體4，可使用熱硬化性樹脂、熱塑性樹脂，特別較佳為使用熱硬化性樹脂。作為熱硬化性樹脂，較佳為玻璃透過性比後述之密封構件6中使用之樹脂更低之樹脂，具體而言，可列舉：環氧樹脂組合物、矽酮樹脂組合物、矽酮改性環氧樹脂等改性環氧樹脂組合物、環氧改性矽酮樹脂等改性矽酮樹脂組合物、聚醯亞胺樹脂組合物、改性聚醯亞胺樹脂組合物、胺基甲酸酯樹脂、改性胺基甲酸酯樹脂組合物等。藉由於此種基體4之基材混入作為填充材料(填料)之TiO2 、SiO2 、Al2 O3 、MgO、MgCO3 、CaCO3 、Mg(OH)2 、Ca(OH)2 等微粒等，來調整光之透過率，從而反射來自發光元件之光之約60%以上，更佳為反射約90%。
再者，基體4不限於將如上述般之樹脂作為基材，亦可由陶瓷、玻璃、或金屬等無機物形成。藉此，能夠獲得劣化等較少、可靠性較高之發光裝置100。
(發光元件3) 發光元件3如例如圖1A所示，能夠載置於在封裝體10凹部之底面露出之金屬構件2上。發光元件3較佳為安裝於反射率及/或光澤度較高之金屬構件2上。藉此，能夠提高發光裝置100之光提取效率。
發光元件3能夠選擇任意波長之半導體發光元件。發光元件3具有：積層結構體32，其具有含發光層等之半導體層；以及焊墊電極31。作為積層結構體32，例如，可使用InGaN、GaN、AlGaN等氮化物系半導體、或GaP作為發藍色、綠色光之發光元件3。另外，作為紅色之發光元件，積層結構體32可使用GaAlAs、AlInGaP等。進而，亦可使用包含除此以外之材料之發光元件3。所使用之發光元件3之組成、發光色、大小、或個數等可根據目的適當選擇。
於發光裝置100具有波長轉換構件之情形時，作為發光元件3之積層結構體32，較佳為可列舉可發出能夠高效地激發該波長轉換構件之短波長之光之氮化物半導體。發光元件3之積層結構體32能夠根據半導體層之材料、或其混晶比而選擇各種各樣之發光波長。另外，能夠作為不僅輸出可見光區域之光亦輸出紫外線、或紅外線之發光元件3。
發光元件3具有與金屬構件2電氣連接之正負焊墊電極31。該等正負電極可設置於一面側，亦可設置於發光元件3之上下兩面。焊墊電極較佳為表面含有選自Al、Pd、Pt、Rh、Ru中之至少一種以上。作為導電構件而發揮作用之金屬構件2與發光元件3之連接可僅為導線1，或者除導線1以外，亦可以使用作為後述之接合構件5之導電性之接合構件5進行連接。
於具備複數個發光元件3之情形時，發光元件3之焊墊電極31之間亦可用導線1連接。另外，於具備複數個發光元件3之情形時，如圖1A及1B所示，亦可設置為對每個發光元件3連接引線。
(接合構件5) 接合構件5係將發光元件3固定並安裝於封裝體10之構件。對於較佳之材料，作為導電性之接合構件5，可使用銀、金、鈀等導電性焊劑；或Au-Sn、Sn-Ag-Cu等共晶焊料材料；低熔點金屬等釺材；使用Cu、Ag、Au粒子、或皮膜之同種材料間之接合等。作為絕緣性之接合構件5，可使用環氧樹脂組合物、矽酮樹脂組合物、聚醯亞胺樹脂組合物、或其改性樹脂、混合樹脂等。於使用該等樹脂之情形時，考慮到來自發光元件3之光、或熱導致之劣化，能夠於發光元件3之安裝面設置Al膜、或Ag膜等反射率較高之金屬層、或介電反射膜。
(密封構件6) 發光裝置100亦可具備密封構件6。藉由以被覆發光元件3、金屬構件2、導線1、或後述之保護膜等構件之方式設置密封構件6，從而能夠保護被覆之構件避免遭受塵埃、或水分以及外力等之破壞，能夠提高發光裝置100之可靠性。特別是，藉由於形成有保護膜之後將密封構件6設置於保護膜上，從而能夠保護保護膜，因此可靠性提高，故而較佳。
密封構件6較佳為具有能夠使來自發光元件3之光透過之透光性，並且，具有不易因光而劣化之耐光性。作為具體之材料，可列舉：矽酮樹脂組合物、改性矽酮樹脂組合物、改性環氧樹脂組合物、氟樹脂組合物等具有能夠使來自發光元件之光透過之透光性之絕緣樹脂組合物。特別是，亦可使用含有二甲基矽酮、苯基含量較少之苯基矽酮、氟系矽酮樹脂等具有矽氧烷骨架作為基礎之樹脂中之至少一種之混合樹脂等。
對於密封構件6之形成方法，於密封構件6為樹脂之情形時，可使用灌封(滴加)法、壓縮成型法、印刷法、傳遞模塑法、噴射分配法、噴塗等。若為如圖1A及1B所示之具有凹部之封裝體10之情形時，則較佳為灌封法，於使用平板狀之封裝體之情形時，較佳為壓縮成型法、或傳遞模塑法。
密封構件6如圖1B所示，能夠設置為填充於基體4之凹部內。
對於密封構件6之外表面之形狀，可根據發光裝置100所需要之配光特性等而進行各種各樣之選擇。例如，藉由使上表面為凸透鏡形狀、凹透鏡形狀、菲涅爾透鏡形狀、粗糙表面等，從而能夠調整發光裝置之方向特性、或光提取效率。
於密封構件6中亦可含有著色劑、光擴散劑、金屬構件、各種填料、波長轉換構件等。
波長轉換構件係使發光元件3之光進行波長轉換之材料。於來自發光元件3之發光為藍色光之情形時，作為波長轉換構件，可適當地使用氧化鋁系螢光體之一種即釔鋁石榴石系螢光體(以下，稱為「YAG：Ce」)。YAG：Ce螢光體能夠吸收發光元件發出之藍色系之光之一部分，並且發出作為補色之黃色系之光，因此能夠比較簡單地形成發出白色系之混色光之高輸出之發光裝置100。
(保護膜) 發光裝置100亦可進而具備保護膜。保護膜係將金屬構件2、導線1等被覆之絕緣性之構件。具體而言，保護膜係至少對設置於導線1或金屬構件2之表面之含Ag層進行被覆之主要抑制導線1及金屬構件2之表面的含Ag層之變色或腐蝕之構件。進而，亦可任意地被覆導線1、發光元件3、接合構件5、基體(樹脂成形體)4等除了金屬構件2以外之構件之表面、或未設置含Ag層之金屬構件2之表面。保護膜係透光性構件。因此，能夠維持導線1之表層13之高反射率。作為保護膜之材料，例如可列舉：Al2 O3 、SiO2 、TiO2 、ZrO2 、ZnO、Nb2 O5 、MgO、In2 O3 、Ta2 O5 、HfO2 、SeO、Y2 O3 、SnO2 等氧化物、或AlN、TiN、ZrN等氮化物、ZnF2 、SrF2 等氟化物。該等可單獨使用，亦可混合使用。或者，亦可為使該等積層之方式。
導線1由於表層13以Ag為主成分，因此，藉由用保護膜被覆導線1之表面，從而能夠抑制表層13之硫化、或氧化。進而，於金屬構件2之表面含有Ag之情形時，藉由用保護膜被覆其表面，從而能夠防止Ag因硫化、或氧化而變色。
保護膜自含有含Au或Ag層之金屬構件2之表面起連續地設置於導線1、發光元件3、接合構件5及基體4等之表面。
保護膜雖然可利用濺射法、化學氣相沈積法形成，但特別較佳為利用原子層沈積法(ALD(Atomic Layer Deposision)法)形成。根據ALD法，能夠製成非常均勻之保護膜，並且，所形成之保護膜比其他成膜方法獲得之保護膜更緻密，因此能夠非常有效地防止導線1或金屬構件2之表面之含Ag層之硫化。
發光裝置100除了上述以外，亦可具有各種構件。例如，作為保護元件而搭載齊納二極體。 [實施例]
作為實施例1～4，準備表1所示之導線1，並製造如圖1A及1B所示之發光裝置100。
於實施例1～4中，為了避免伸線加工時之熱處理影響，作為芯材11，準備市售之直徑25 μm之Cu導線。於對該Cu導線進行脫脂處理之後，用10%硫酸水溶液進行酸中和處理。
接著，使用以下之浴組成，進行中間層12之鍍敷。 (Pd鍍液) 氯化四氨鈀、作為Pd金屬＝5 g/L 硝酸銨＝150 g/L 3吡啶磺酸鈉＝3 g/L 用pH 8.5氨水進行調整 鍍Pd以液溫50℃、電流密度1 A/dm2 之條件進行。
於鍍Pd之後，進行水洗，其後繼續使用以下之浴組成進行表層13之鍍敷。 (Ag鍍液) 氰化銀鉀＝70 g/L 氰化鉀＝120 g/L 碳酸鉀＝30 g/L 鍍Ag於液溫30℃、電流密度2 A/dm2 下進行鍍敷，製作導線1。
中間層(鍍Pd)12及表層(鍍Ag)13之鍍層厚度分別根據鍍敷時間進行調整。對於各個鍍層厚度，利用FIB-SEM裝置，對製成之導線1拍攝截面之任意處，拍攝3張，作為100,000倍之SEM照片。將3張照片中最大及最小膜厚之平均值作為中間層(鍍Pd)12之膜厚及表層(鍍Ag)13之膜厚。
圖3中表示實施例1之導線之表面SEM照片。另外，將基於FIB-SEM之截面觀察照片示於圖4。
接著，準備於包含三菱伸銅製之ALLOY 194 Cu合金之母材之表面利用電解電鍍依次形成有厚度為2 μm之Ni鍍層、進而厚度為0.03 μm之Pd鍍層、進而厚度為0.004 μm之Au鍍層、其上為厚度為2.5 μm之Ag層之一對引線框架即金屬構件2。
進而，如圖1A及1B所示，藉由傳遞模塑成型形成將此種引線分別埋設於基體4之封裝體10。再者，雖然至發光裝置100被單片化為止，連結有複數個一對引線之狀態之引線框架在成形有複數個基體4之封裝體10之集合體之狀態下經過各步驟，但為了便於說明，用圖1A及1B示出之1個發光裝置100(一個)進行說明。
本實施例之封裝體10具有凹部，並且金屬構件2於凹部之底面露出。於該金屬構件2上，將透光性之樹脂作為接合構件5，並載置上表面具備正負之電極之發光元件3，並進行接合。然後，將金屬構件2與發光元件3之焊墊電極之間用如上方式製作之導線1連接。再者，封裝體10被載置於支持台，該支持台於以加熱器溫度180℃被加熱之狀態下，進行以下之導線連接步驟。
以下列舉導線1之連接條件之一例。 於導線1連接到焊墊電極31上時之連接條件(第一接合條件)係加重為70 g、超音波之震盪頻率為150 kHz、超音波之施加時間為30 msec。
使連接於焊墊電極31上之導線1延伸，連接於金屬構件2上之連接部時之連接條件(第二接合條件)係加重為65 g、超音波之震盪頻率為60 kHz、超音波施加時間為10 msec。
然後，於使用ALD法以60 nm之厚度形成SiO2 作為保護膜之後，於凹部內形成含有YAG螢光體之透光性樹脂之密封構件6。
對於如此製造之發光裝置，將進行總光通量測定之結果示於表1。 另外，將初始之總光通量與基於電流65 mA之發光可靠性試驗後(硫化試驗)之總光通量之維持率亦同時示於表1。硫化試驗之條件係於H2 S、NO2 混合氣體氣氛內配置發光裝置並進行。具體而言，係以H2 S：2 ppm、NO2 ：4 ppm之濃度、於溫度40℃、相對濕度75%之氣氛中，將發光裝置100保管600小時之試驗。光束維持率係相對於該硫化試驗前之輸出之輸出比。
與上述實施例1同樣地，作為實施例2～4，如表1所示，準備各種鍍敷規格之導線1，同樣地準備發光裝置100。
另外，作為比較例1，除了使用直徑18 μm之Au線以外，製作與實施例1同樣之發光裝置。
另外，作為比較例2，除了於芯材Cu上僅鍍敷Pd 40nm以外，製作與實施例1同樣之發光裝置。進而，作為比較例3及4，如表1所示，準備各種鍍敷規格之導線1，同樣地準備發光裝置100。
針對如此製造之發光裝置，將進行總光通量測定之結果示於表1。 [表1]
Figure 107133750-A0304-0001
如表1所示，實施例1～4之發光裝置無論表層(鍍Ag)13之厚度如何，均顯示出較高之初始總光通量，而於可靠性試驗中亦能夠維持較高之光束維持率。但是，於比較例之發光裝置中，於如比較例1及2般無Au線、Ag表層13之情形時、或表層(鍍Ag)13之厚度較薄之情形時，僅能夠獲得較低之初始總光通量。另一方面，於如比較例3般增加Ag表層之厚度之情形時，雖然能夠獲得較高之初始總光通量，但於長期可靠性試驗之結果中，顯現出總光通量下降。
以上表明，任一實施例中，均可期待能夠提高含Ag層之反射率，可提高發光裝置之光提取效率，並且，發光可靠性試驗中之總光通量維持率亦較為穩定。
100‧‧‧發光裝置 1‧‧‧導線 2‧‧‧金屬構件 3‧‧‧發光元件 4‧‧‧基體(樹脂成形體) 5‧‧‧接合構件 6‧‧‧密封構件 10‧‧‧封裝體 11‧‧‧以Cu為主成分之芯材 12‧‧‧以Pd為主成分之中間層 13‧‧‧以Ag為主成分之表層 31‧‧‧焊墊電極 32‧‧‧積層結構體
圖1A係用於說明一實施形態之發光裝置之概略立體圖。 圖1B係用於說明一實施形態之發光裝置之概略截面圖。 圖2係用於說明一實施形態之複層焊線之概略截面圖。 圖3A係示出實施例1之焊線之表面之倍率為1000倍的SEM照片。 圖3B係示出實施例1之焊線之表面之倍率為5000倍的SEM照片。 圖4係示出實施例1之焊線之截面之基於FIB-SEM之截面觀察照片。
1‧‧‧導線
11‧‧‧以Cu為主成分之芯材
12‧‧‧以Pd為主成分之中間層
13‧‧‧以Ag為主成分之表層

Claims (10)

  1. 一種發光裝置，其具備：發光元件，其具備焊墊電極；以及金屬構件，其經由導線與上述焊墊電極連接，上述導線具備：芯材，其以Cu為主成分；中間層，其以Pd為主成分；以及表層，其以Ag為主成分，且上述表層僅含有Ag。
  2. 如請求項1之發光裝置，其中上述中間層之厚度為30nm以上且100nm以下，並且，上述表層之厚度為40nm以上且300nm以下。
  3. 如請求項1或2之發光裝置，其中上述中間層含有選自Cu、Te、Ge、Se、Au、Ag中之至少一種以上。
  4. 如請求項1或2之發光裝置，其中上述焊墊電極之表面含有選自Al、Pd、Pt、Rh、Ru中之至少一種以上。
  5. 如請求項1或2之發光裝置，其中上述金屬構件之表面含有選自Ag、Au、Pd、Rh、Pt中之至少一種以上。
  6. 如請求項1或2之發光裝置，其中上述芯材之直徑為30μm以下。
  7. 如請求項1或2之發光裝置，其中上述芯材與上述中間層與上述表層 之界面附近至少一部分進行合金化。
  8. 如請求項1或2之發光裝置，其中上述發光元件係發藍色光。
  9. 一種發光裝置，其具備：發光元件，其具備焊墊電極；以及金屬構件，其經由導線與上述焊墊電極連接，上述導線具備：芯材，其以Cu為主成分；中間層，其以Pd為主成分；以及表層，其以Ag為主成分，且上述焊墊電極之表面含有選自Al、Pd、Pt、Rh、Ru中之至少一種以上。
  10. 一種發光裝置，其具備：發光元件，其具備焊墊電極；以及金屬構件，其經由導線與上述焊墊電極連接，上述導線具備：芯材，其以Cu為主成分；中間層，其以Pd為主成分；以及表層，其以Ag為主成分，且上述金屬構件之表面含有選自Ag、Au、Pd、Rh、Pt中之至少一種以上。
TW107133750A 2017-09-28 2018-09-26 發光裝置 TWI796363B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-187425 2017-09-28
JP2017187425 2017-09-28
JP2018155131A JP2019068053A (ja) 2017-09-28 2018-08-22 発光装置
JP2018-155131 2018-08-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201919855A TW201919855A (zh) 2019-06-01
TWI796363B true TWI796363B (zh) 2023-03-21

Family

ID=66337917

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107133750A TWI796363B (zh) 2017-09-28 2018-09-26 發光裝置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2019068053A (zh)
TW (1) TWI796363B (zh)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI369748B (zh) * 2010-07-16 2012-08-01 Nippon Steel Materials Co Ltd

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4918238B2 (ja) * 2005-09-13 2012-04-18 昭和電工株式会社 発光装置
JP2008174779A (ja) * 2007-01-17 2008-07-31 Tanaka Electronics Ind Co Ltd ワイヤ材料およびその製造方法
JP4349641B1 (ja) * 2009-03-23 2009-10-21 田中電子工業株式会社 ボールボンディング用被覆銅ワイヤ
JP4919364B2 (ja) * 2010-08-11 2012-04-18 田中電子工業株式会社 ボールボンディング用金被覆銅ワイヤ
JP2012089830A (ja) * 2010-09-21 2012-05-10 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置
JP5975269B2 (ja) * 2012-06-07 2016-08-23 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
JP2015015327A (ja) * 2013-07-04 2015-01-22 日立アプライアンス株式会社 Ｌｅｄモジュール及びそれを備える照明装置
JP6136701B2 (ja) * 2013-07-24 2017-05-31 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP2015233081A (ja) * 2014-06-10 2015-12-24 日立化成株式会社 光半導体装置の製造方法及び光半導体装置
JP2016125069A (ja) * 2014-12-26 2016-07-11 日立化成株式会社 表面処理剤及び発光装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI369748B (zh) * 2010-07-16 2012-08-01 Nippon Steel Materials Co Ltd

Also Published As

Publication number Publication date
TW201919855A (zh) 2019-06-01
JP2019068053A (ja) 2019-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10263166B2 (en) Light emitting device
US9966517B2 (en) LED leadframe or LED substrate, semiconductor device, and method for manufacturing LED leadframe or LED substrate
JP7348567B2 (ja) 光半導体装置用金属材料、及びその製造方法、及びそれを用いた光半導体装置
CN107887493B (zh) 发光装置、发光装置用封装体和发光装置的制造方法
TWI828262B (zh) 導線架、發光裝置用封裝、發光裝置及發光裝置之製造方法
KR102653166B1 (ko) 발광 장치
TWI796363B (zh) 發光裝置
JP7116308B2 (ja) 光半導体装置用金属材料、及びその製造方法、及びそれを用いた光半導体装置
US20230002637A1 (en) Method of manufacturing metal structure for optical semiconductor device, package, and solution containing polyallylamine polymer
TWI827546B (zh) 導線架、發光裝置用封裝、發光裝置及發光裝置之製造方法
JP7148793B2 (ja) 光半導体装置用金属材料、及びその製造方法、及びそれを用いた光半導体装置
JP6701711B2 (ja) 発光装置
JP6398541B2 (ja) リードフレーム及び発光装置
JP2024004065A (ja) 発光装置、パッケージ及び発光装置の製造方法