[发明专利]光学半导体装置用封装和使用了该封装的光学半导体装置、以及它们的制造方法有效

专利信息
申请号: 200980111889.8 申请日: 2009-09-30
公开(公告)号: CN101983435A 公开(公告)日: 2011-03-02
发明(设计)人: 山田智行;二神友洋 申请(专利权)人: 松下电器产业株式会社
主分类号: H01L33/00 分类号: H01L33/00
代理公司: 中国专利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 李浩;王忠忠
地址: 日本*** 国省代码: 日本;JP
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摘要:
搜索关键词: 光学 半导体 装置 封装 使用 以及 它们 制造 方法
【说明书】:

技术领域

本发明涉及光学半导体装置用引线框架,特别是涉及一种用于防止搭载了在短波长区域(400~500nm)内发光的发光元件的光学半导体装置的发光效率低下的技术。

背景技术

以往,使用LED元件等作为光源的光学半导体装置被广泛用作各种显示用光源、照明用光源、背光用光源。

最近的光学半导体装置的主要结构是例如在基板上配置引线框架,并在将发光元件安置于引线框架上之后,为了防止热、湿气、氧化等导致光源劣化或其周边部位发生劣化而利用密封树脂对光源及其周围进行密封而成、或者在将发光元件安装于低洼部具有金属布线的陶瓷成形体上之后,为了防止热、湿气、氧化等导致光源劣化或其周边部位发生劣化而利用密封树脂对光源及其周围进行密封而成、或者在将发光元件安装在由金属基体和引线以及密封玻璃构成的密封部件上之后,为了防止热、湿气、氧化等导致光源劣化或其周边部位发生劣化而利用密封树脂对光源及其周围进行密封而成。

密封树脂的材料要求具备优异的透明性并且能够保持光源的高亮度等特性。

在近年来的照明等用途的光学半导体装置中,有的组合光的三原色而发出白色光,有的使用蓝色或蓝紫色发光元件并以含荧光体的密封树脂进行密封而发出白色光,对于发白色光并且输出高的光学半导体装置的使用需求不断增大,要求在短波长区域内的发光和透光性具有抗劣化特性。

另外,在任何情况下都使用在耐热性、透光性的保持特性方面优于环氧树脂的硅树脂作为密封树脂(例如,参照非专利文献1)。

另一方面,为了获得优异的光源特性,既要提高光源的发光效率,有效利用光源发出的光也很重要。因此,存在一种光学半导体装置中的、针对配置在光源周围的引线框架实施反射率优异的镀层的技术。镀层材料广泛使用Ag,Ag是一种对大范围的发光波长具有高反射率的金属。

按照这种方式,目前,通过对光学半导体装置实施各种各样的研究,力图使其在发白色光并且高输出的用途方面也表现出优异的性能。

这里,就光学半导体装置而言存在着以下课题。本申请的发明人在驱动光学半导体装置并进行可靠性加速试验后发现,以硅树脂密封的发光元件的安装部周边的Ag镀层的表面变成黑褐色。对其原因进行探讨研究后结果发现,该变色的原因是,在使用含有以金属硫化物、氯化铂酸为代表的金属氯化物等树脂硬化催化剂的硅树脂的情况下,该催化剂成分会与Ag镀层发生反应,生成AgCl(氯化银)或Ag2S(硫化银)以及其他卤化银。

另外也发现,驱动时发光元件发出的近紫外线促进了产生卤化银(硫化银、氯化银等)的反应,特别是蓝色或蓝紫色的近紫外区域的光对所述反应的促进作用尤为显著。硅树脂中所含的氯化铂酸等催化剂和与其接触的Ag镀层的反应性非常高,在硅树脂和Ag镀层的界面上,Ag镀层容易发生离子化。因此,所述催化剂也具有促进生成硫化银或氯化银等卤化银的反应的催化剂效果。进而,由于硅树脂具有非常高的透气性,因此,卤化气体或硫磺气体(SO2等SOx气体)容易从密封树脂的外部侵入到Ag镀层。因此,在制造完成后仍然存在着如下风险,即:来自外部的卤化气体或硫磺气体与Ag镀层表面发生接触而导致引起生成硫化银或氯化银等多余的银化合物的反应。

搭载了发光元件的焊盘(pad)附近的Ag镀层表面一旦变成为黑褐色,原本具有高反射率的Ag的特性就会受损,反射率显著下降。由此,就可能无法充分地获得作为光学半导体装置的光取出效率。

因此,为了克服Ag镀层变成黑褐色的课题,本申请的发明人发明了由纯Ag镀层和Au-Ag合金镀层层叠而成的层叠体结构(专利文献2)。在该镀层层叠体结构中,配置于最上层的Au-Ag合金镀层能够发挥对变为黑褐色进行抑制的效果,并能够提高光反射率,从而在一定程度上改善光源特性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:特开平9-266280号公报

专利文献2:特开2008-91818号公报

非专利文献

非专利文献1:松下电工技法,Vol.53No1

但是,在上述现有技术中,与仅使用纯Ag镀层作为最上层的结构相比,一部分波长区域的光的反射率有时候会下降10%左右。具体而言,在使用了纯Ag镀层的情况下,450nm波长区域内的反射率约为90%的反射率。与此不同的是,在使用了以Au-Ag合金镀层作为最上层的镀层层叠体的情况下,同一波长区域的反射率仅达到约80%。

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