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特開2015-233081光半導体装置の製造方法及び光半導体装置
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2015-233081(P2015-233081A)
(43)【公開日】2015年12月24日
(54)【発明の名称】光半導体装置の製造方法及び光半導体装置
(51)【国際特許分類】
   H01L 33/62 20100101AFI20151201BHJP
【FI】
   H01L33/00 440
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】OL
【全頁数】21
(21)【出願番号】特願2014-119508(P2014-119508)
(22)【出願日】2014年6月10日
(71)【出願人】
【識別番号】000004455
【氏名又は名称】日立化成株式会社
(72)【発明者】
【氏名】東内 智子
(72)【発明者】
【氏名】高根 信明
(72)【発明者】
【氏名】山浦 格
(72)【発明者】
【氏名】稲田 麻希
(72)【発明者】
【氏名】鯉渕 滋
【テーマコード(参考)】
5F142
【Fターム(参考)】
5F142AA32
5F142AA65
5F142AA74
5F142BA02
5F142BA32
5F142CA03
5F142CA13
5F142CD02
5F142CD16
5F142CD23
5F142CD32
5F142CE03
5F142CG03
5F142CG04
5F142DA02
5F142DA12
5F142DA73
5F142FA30
5F142GA21
(57)【要約】
【課題】銀めっき層の硫化を抑制することが可能な光半導体装置の製造方法及び光半導体装置を提供する。
【解決手段】表面に銀めっき層が形成された基板と、前記銀めっき層にボンディングされた発光ダイオードと、を備えた光半導体装置の製造方法であって、前記銀めっき層を被覆する、膜厚35μm以下の層状珪酸化合物膜と、前記層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜とを形成する膜形成工程と、前記膜形成工程の後に、前記発光ダイオードと前記銀めっき層とをワイヤボンディングして電気的に接続する接続工程と、を有する、光半導体装置の製造方法。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
表面に銀めっき層が形成された基板と、前記銀めっき層にボンディングされた発光ダイオードと、を備えた光半導体装置の製造方法であって、
前記銀めっき層を被覆する、膜厚35μm以下の層状珪酸化合物膜と、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜とを形成する膜形成工程と、
前記膜形成工程の後に、前記発光ダイオードと前記銀めっき層とをワイヤボンディングして電気的に接続する接続工程と、を有する、光半導体装置の製造方法。
【請求項2】
膜形成工程は、基板の表面側から層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物を溶媒で希釈した第2の珪酸化合物希釈液を乾燥させて前記第2の珪酸化合物膜を形成した後、層状珪酸化合物を溶媒で希釈した層状珪酸化合物希釈液を乾燥させて層状珪酸化合物膜を形成する、請求項1に記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項3】
膜形成工程の前に、基板の銀めっき層へ発光ダイオードをボンディングするボンディング工程を更に有する、請求項1又は2に記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項4】
膜形成工程と接続工程との間に、基板の銀めっき層へ発光ダイオードをボンディングするボンディング工程を更に有する、請求項1又は2に記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項5】
層状珪酸化合物膜の膜厚が、0.01μm以上35μm以下であり、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜の膜厚が、0.01μm以上1μm以下である、請求項1〜4の何れか一項に記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項6】
接続工程では、キャピラリに印可する荷重を60gf以上150gf以下として層状珪酸化合物膜と層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜で被覆された銀めっき層にボンディングワイヤを押圧する、請求項5に記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項7】
接続工程では、キャピラリを振動させて層状珪酸化合物膜と層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜で被覆された銀めっき層にボンディングワイヤを押圧する、請求項6に記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項8】
表面に銀めっき層が形成された基板と、
前記銀めっき層にボンディングされた発光ダイオードと、
前記銀めっき層を被覆する膜厚35μm以下の層状珪酸化合物膜と、
層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜と、
前記発光ダイオードと前記銀めっき層とにワイヤボンディングされて、前記発光ダイオードへ電気的に接続された第1接続部と、前記銀めっき層へ電気的に接続された第2接続部と、前記第1接続部から前記第2接続部まで延びた延在部と、を有するボンディングワイヤと、を備え、
前記延在部が前記層状珪酸化合物膜から露出している、光半導体装置。
【請求項9】
第2接続部は、銀めっき層に接している接続面と前記接続面の反対側にある露出面を含み、前記露出面が層状珪酸化合物膜から露出している、請求項8に記載の光半導体装置。
【請求項10】
基板上に配置されて前記発光ダイオードを取り囲む光反射部と、
前記光反射部と前記基板とにより画成された空間に充填されて発光ダイオードを封止する透明封止部と、を更に備え、
延在部が前記透明封止部に接している、請求項8又は9に記載の光半導体装置。
【請求項11】
第2接続部は、銀めっき層に接している接続面と前記接続面の反対側にある露出面を含み、
前記露出面が透明封止部に接している、請求項10に記載の光半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
従来、下記特許文献1に記載の発光ダイオード(Light Emitting Diode:LED)を備える光半導体装置が知られている。この光半導体装置は、発光素子であるLEDと、LEDを載置する成形体とを備えている。成形体は、LEDの一の電極と電気的に接続される第1のリードと、LEDの別の電極とワイヤを介して電気的に接続される第2のリードとを有している。また、成形体は、LEDが載置される底面と側面とを持つ凹部を有し、この凹部にはLEDを封止する封止部材が充填されている。成形体は高い反射率を有するため、凹部の側面及び底面への光の透過が低減され、LEDからの光が効率よく放出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0002】
【特許文献1】国際公開第2007/015426号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
光半導体装置の電極には、例えば銀めっき層が形成されることがある。この銀めっき層は、大気中に含まれるガスにより腐食して変色する。このような銀めっき層を有する光半導体装置を照明器具として用いたとき、LEDの動作保証時間よりも早く照度が低下する問題があった。特に、電極に形成された銀めっき層が硫化水素ガスにより硫化されると電極が黒色に変色する。従って、電極における反射率が低下して光半導体装置の照度が低下する。更に、発光素子がハイパワー化されると、発光素子が発する熱量が増大し、電極の温度が上昇する。この電極の温度上昇は、電極に形成された銀めっき層の硫化を促進させるおそれがある。
【0004】
従来は、成形体を構成する樹脂として熱可塑性樹脂が用いられていた。この熱可塑性樹脂は銀めっき層の変色よりも早く変色するものであったため、光半導体装置の照度低下の原因として銀めっき層の変色が占める影響は小さかった。しかし、近年、熱可塑性樹脂に代えて熱硬化性樹脂が成形体に用いられてきた。この熱硬化性樹脂の変色は銀めっき層の変色よりも遅い時期に現れる。このため、光半導体装置の照度低下の原因として銀めっき層の変色が占める影響が大きくなってきた。更に、このような光半導体装置に対する硫化水素ガスの評価を規格化する動きがある。
【0005】
そこで、本発明は、銀めっき層の硫化を防止すると共に、ボンディングワイヤの破断を抑制して銀めっき層と発光ダイオードとの導通を確保することが可能な光半導体装置の製造方法及び光半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明に係る光半導体装置の製造方法は、表面に銀めっき層が形成された基板と、銀めっき層にボンディングされた発光ダイオードと、を備えた光半導体装置の製造方法であって、銀めっき層を被覆する、膜厚35μm以下の層状珪酸化合物膜と、前記層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜とを形成する膜形成工程と、膜形成工程の後に、前記発光ダイオードと前記銀めっき層とをワイヤボンディングして電気的に接続する接続工程と、を有する。
【0007】
本発明に係る光半導体装置の製造方法によれば、膜形成工程においてガスバリア性を有する層状珪酸化合物膜で銀めっき層を被覆するため、銀めっき層の硫化を抑制することができる。これにより、銀めっき層の変色による光半導体装置の照度の低下を抑制することができる。
更に、銀めっき層と層状珪酸化合物層の間に層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜を形成することにより、銀めっき層の硫化抑制を維持しながら、銀めっき面と封止樹脂との接着性の低下を抑制することができる。
接続工程では、ワイヤボンディングを行うことにより、層状珪酸化合物膜と、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜を貫通したボンディングワイヤを銀めっき層に対して電気的に接続して、銀めっき層と発光ダイオードとの導通を確保することができる。その上、本発明に係る光半導体装置の製造方法によれば、膜形成工程の後に接続工程を実施することにより、層状珪酸化合物膜と、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜が形成された後にワイヤボンディングが実施されるため、膜形成工程の影響を受けていないボンディングワイヤを得ることができる。また、ボンディングワイヤがない状態で膜形成工程が実施されるため、銀めっき層上に確実に層状珪酸化合物膜と、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜を形成することができる。
【0008】
また、本発明では、膜形成工程が、基板の表面側から層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜を溶媒で希釈した層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物希釈液を銀めっき層に塗布した後に乾燥させて層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜を形成したのち、層状珪酸化合物を溶媒で希釈した層状珪酸化合物希釈液を第2の珪酸化合物膜の上に塗布した後に層状珪酸化合物希釈液を乾燥させて層状珪酸化合物膜を形成するものとすることができる。層状珪酸化合物希釈液および層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜希釈液によれば、基板表面側への塗布量又は溶媒に対する固形分の割合を調整することが可能であるため、膜厚を制御することが可能である。これにより、所定の膜厚を有する膜を容易に形成することができる。更に、膜形成工程が接続工程の前に実施されるため、ボンディングワイヤへ層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物希釈液と層状珪酸化合物希釈液が付着することがない。従って、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物と層状珪酸化合物からボンディングワイヤへの不要なストレスの印可が防止され、ボンディングワイヤの破断を抑制することができる。
【0009】
また、本発明は、膜形成工程の前に基板の銀めっき層へ発光ダイオードをボンディングするボンディング工程を更に有するものとすることができる。この工程によれば、ボンディング工程を実施する時に銀めっき層上には層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜と層状珪酸化合物膜がないため、銀めっき層に対して発光ダイオードを容易にボンディングすることができる。
【0010】
また、本発明は、膜形成工程と接続工程との間に、基板の銀めっき層へ発光ダイオードをボンディングするボンディング工程を更に有するものとすることができる。この工程によれば、発光ダイオードの表面に層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜と層状珪酸化合物膜が形成されないため、発光ダイオードの電極に対してワイヤボンディングを容易に実施することができる。
【0011】
また、本発明は、クラックの発生を抑制してガスバリア性を確保すると共に、透明性を確保することができる観点から、層状珪酸化合物膜の膜厚が0.01μm以上35μm以下であること、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜の膜厚はクラックの発生を抑制して透明封止材との接着性を確保できる観点から、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜の膜厚が0.01μm以上1μm以下あるものとすることができる。
【0012】
また、本発明は、接続工程がキャピラリに印可する荷重を60gf以上150gf以下として層状珪酸化合物膜と、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜で被覆された銀めっき層にボンディングワイヤを押圧するものとすることができる。この荷重とすれば、層状珪酸化合物膜と、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜に対してボンディングワイヤを貫通させて、銀めっき層にボンディングワイヤを確実に接続することができる。
【0013】
また、本発明は、接続工程がキャピラリを振動させて層状珪酸化合物膜と、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜で被覆された銀めっき層にボンディングワイヤを押圧するものとすることができる。キャピラリを振動させることにより、層状珪酸化合物膜と、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜に対してボンディングワイヤを貫通させて、銀めっき層にボンディングワイヤを一層確実に接続することができる。
【0014】
本発明に係る光半導体装置は、表面に銀めっき層が形成された基板と、銀めっき層にボンディングされた発光ダイオードと、銀めっき層を被覆する層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜と、銀めっき層および層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜を被覆する膜厚35μm以下の層状珪酸化合物膜と、発光ダイオードと銀めっき層とにワイヤボンディングされて、発光ダイオードへ電気的に接続された第1接続部と、銀めっき層へ電気的に接続された第2接続部と、第1接続部から第2接続部まで延びた延在部と、を有するボンディングワイヤと、を備え、延在部が層状珪酸化合物膜から露出している。
【0015】
本発明に係る光半導体装置は、ガスバリア性を有する層状珪酸化合物膜で銀めっき層が被覆されているため、銀めっき層の硫化を抑制することができる。これにより、銀めっき層の変色による光半導体装置の照度の低下を抑制することができる。更に、銀めっき層と層状珪酸化合物膜の間に層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜を形成することにより、銀めっき層と封止樹脂との接着性の低下を抑制することができる。加えて、ボンディングワイヤは、ワイヤボンディングにより銀めっき層に接続されているため、銀めっき層と発光ダイオードとの導通を確保することができる。その上、ボンディングワイヤの延在部が層状珪酸化合物膜から露出し、延在部に層状珪酸化合物膜と、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜が付着していないため、層状珪酸化合物膜と、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜からボンディングワイヤへの不要なストレスの印可が防止される。従って、ボンディングワイヤの破断を防止することができる。
【0016】
また、本発明は、第2接続部が銀めっき層に接している接続面と接続面の反対側にある露出面を含み、露出面が層状珪酸化合物膜から露出しているものとすることができる。この構成によれば、第2接続部の接続面が銀めっき層に接しているため、ボンディングワイヤと銀めっき層との間で導通を確保することができる。また、露出面が層状珪酸化合物膜から露出し、露出面上には珪酸化合物膜と層状珪酸化合物膜が付着していないため、層状珪酸化合物膜と、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜からボンディングワイヤへの不要なストレスの印可が防止される。従って、ボンディングワイヤの破断を更に抑制することができる。
【0017】
また、本発明は、基板上に配置されて発光ダイオードを取り囲む光反射部と、光反射部と基板と、により画成された空間に充填されて発光ダイオードを封止する透明封止部と、を更に備え、延在部が透明封止部に接しているものとすることができる。この構成によれば、延在部が直接に透明封止部に接しているため、延在部と透明封止部との間に層状珪酸化合物膜と、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜が存在しない。従って、珪酸化合物膜と層状珪酸化合物膜から延在部への不要なストレスの印可が防止されるため、ボンディングワイヤの破断を抑制することができる。更に、延在部が透明封止部に接しているため、延在部を保護することができる。
【0018】
また、本発明は、第2接続部が銀めっき層に接している接続面と接続面の反対側にある露出面を含み、露出面が透明封止部に接しているものとすることができる。第2接続部が直接に透明封止部に接しているため、第2接続部と透明封止部との間に層状珪酸化合物膜と、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜が存在しない。従って、層状珪酸化合物膜と、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜から第2接続部への不要なストレスの印可が防止されるため、ボンディングワイヤの破断を抑制することができる。更に、第2接続部が透明封止部に接しているため、第2接続部を保護することができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、銀めっき層の硫化を防止すると共に、ボンディングワイヤの破断を抑制して銀めっき層と発光ダイオードとの導通を確保することが可能な光半導体装置の製造方法及び光半導体装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0020】
図1】第1実施形態に係る光半導体装置の断面を示す図である。
図2図1に示す光半導体装置の一部を拡大した断面を示す図である。
図3図1に示す光半導体装置の平面図である。
図4】層状珪酸化合物膜の断面を模式的に示す図である。
図5】第1実施形態に係る光半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
図6】第1実施形態に係る光半導体装置の製造方法の効果を説明するための図である。
図7】第2実施形態に係る光半導体装置の断面を示す図である。
図8図7に示す光半導体装置の一部を拡大した断面を示す図である。
図9】第2実施形態に係る光半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、図面を参照して、本発明に係る光半導体装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、全図中、同一又は相当部分には同一符号を付すこととする。
【0022】
[第1実施形態]
第1実施形態に係る光半導体装置について説明する。図1は、第1実施形態に係る光半導体装置1Aの断面を示す図である。図2は、図1の一部を拡大した図である。図3は、図1に示す光半導体装置1Aの平面図である。第1実施形態に係る光半導体装置1Aは、基板10と、基板10上にボンディングされた発光ダイオードである青色LED30と、青色LED30に電圧を印可するためのボンディングワイヤ34と、青色LED30を取り囲むように基板10上に配置された光反射部であるリフレクタ20と、リフレクタ20の内部空間に充填された透明封止部である透明封止樹脂40と、を備えている。
【0023】
基板10は、絶縁性の基体12と、基体12の表面に形成された配線層13とを有している。配線層13は、基体12上に形成された銅めっき板14と、銅めっき板14上に形成された銀めっき層16とを有している。配線層13は、青色LED30の電極に電圧を印可するために、青色LED30の電極に電気的に接続される。この配線層13は、青色LED30の第1電極30aに電気的に接続される第1の部分13aと、第2電極30bに電気的に接続される第2の部分13bとを有している。第1の部分13bと第2の部分13aとは互いに離間し、電気的に絶縁されている。第1の部分13aと第2の部分13bとの間の隙間には、必要に応じて樹脂やセラミックからなる絶縁部17を形成してもよい。
【0024】
光半導体装置1Aは、銀めっき層16を被覆する層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜(18−a)と層状珪酸化合物膜(18―b)を有している。なお、図面に示す層状珪酸化合物膜18とは、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜(18−a)と、層状珪酸化合物膜(18―b)とからなるものであり、図面上、(18−a)、(18−b)の表示は省略する。また、以下、便宜上、層状珪酸化合物膜(18―b)は、層状珪酸化合物膜18と表すこともある。
この層状珪酸化合物膜(18−b)は、銀めっき層16を覆うことにより銀めっき層16の硫化を抑制するガスバリアである。層状珪酸化合物膜18には、天然粘土又は合成粘土の何れも用いることができ、例えば、スチーブンサイト、ヘクトサイト、サポナイト、モンモリロナイト及びバイデラナイト等のスメクタイト、及び膨潤性マイカのうち少なくとも1つ以上を使用することができる。図4は、層状珪酸化合物膜(18―b)の断面を模式的に示す図である。図4に示すように、天然粘土のモンモリロナイトは、厚さH1が0.001μm以下であり、厚さH1に直交する方向の長さLが0.01μm以上50000μm以下である。このように天然粘土のモンモリロナイトは、アスペクト比が大きいため、ガスが層状珪酸化合物膜(18―b)を通過して銀めっき層16に到達するまでのパスルートが長くなる。従って、銀めっき層16の硫化を抑制することができる。
【0025】
層状珪酸化合物膜(18―b)の膜厚H2は、35μm以下である。さらに、ガスバリア性と透光性の観点から0.01μm以上30μm以下であることが好ましく、0.01μm以上30μm以下であることが好ましく、0.02μm以上10μm以下であることが更に好ましく、0.03μm以上1μm以下であることが更に好ましい。層状珪酸化合物膜(18―b)の膜厚H2を0.001μm以上35μm以下とすることで、銀めっき層16に対するガスバリア性と層状珪酸化合物膜(18―b)の透明性とを両立させることができる。上記厚みは、原子間力顕微鏡(AFM)、X線小角散乱法により測定される値をいう。
【0026】
層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜は、銀めっき面に形成し、その上に層状珪酸化合物を含有する膜を形成することにより、表面処理剤の耐水性および銀への接着性を向上すると同時に、被覆又は封止に用いられる透明封止樹脂との接着力を向上できることによるものと本発明者らは考えている。層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜(18―a)は、主に照明用に用いられる青色発光ダイオードの中心波長である450nmの光透過率について、1mm厚みに換算した光透過率が80〜100%であることが、光の取出し効率の観点から好ましい。より高硬度の発光ダイオードへの適用性の観点から85〜100%がより好ましく、90〜100%が更に好ましい。
【0027】
銀めっき層16を被覆する層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物は、耐水性、耐候性、耐熱性等の特性や、硬度、伸び等のゴム的性質に優れた硬化物を形成するものが好ましい。第2の珪酸化合物としては、シリコーン系樹脂又は無機ガラスを用いることができる。シリコーン系樹脂としては、下記の式(1)、式(2)、式(3)又は式(4)で表される構成単位を含有する樹脂を用いることができる。
【0028】
【化1】
(nは1以上の整数)
【0029】
【化2】
(nは1以上の整数)
【0030】
【化3】
【0031】
【化4】
【0032】
また、上記のシリコーン系樹脂は、接着性を付与できる公知の官能基を有していてもよく、また接着性を付与できる添加物を含有していてもよい。
【0033】
無機ガラスとしては、SiO、LiO、及び下記の式(5)を有する材料を用いることができる。これらは単独又は2種以上を混合で用いることができる。
【0034】
【化5】
【0035】
層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物としては、耐水性、耐候性、耐熱性等の特性や、硬度、伸び等のゴム的性質に優れた硬化物を形成する観点から、例えば、珪素−酸素結合を主骨格としたシロキサン結合からなるシリコーンゴムが好ましい。また、耐熱性の観点から、ジメチルシリコーンゴムがより好ましい。
【0036】
シリコーンゴムとしては、熱硬化性を有するシリコーンエラストマ、シルセスキオキサン等の珪酸化合物を含有していてもよく、例えば、20℃〜200℃、1分間〜10時間の加熱処理により硬化して用いることができる。
【0037】
シリコーンゴムとしては、側鎖や官能基として、メチル基、フェニル基、メチルフェニル基、グリシジル基、イソシアネート基、ビニル基等を有していてもよい。
【0038】
層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜の膜厚は、クラックの発生を抑制して透明封止材との接着性を確保できる観点から、0.001μm以上1μm以下であることが好ましく、0.01μm以上1μm以下であることがより好ましく、0.01μm以上0.5μm以下であることが更に好ましい。上記厚みは、原子間力顕微鏡(AFM)、X線小角散乱法により測定される値をいう。
本実施形態に係る層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜を含有する液は、溶媒を含有することができる。溶媒は、上記珪酸化合物の溶解性の観点から、脂肪族炭化水素系溶媒、芳香族系溶媒、ケトン系溶媒、エーテル、エステル系溶媒を選択することができる。
【0039】
本実施形態に係る層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物を含有する液の溶媒は、硬化のための加熱工程で蒸発により除去されることが好ましく、沸点が50℃〜200℃の溶媒が好ましい。沸点が200℃を超えると乾燥性が低下し、溶媒が残留して接着力を低下させてしまう。また、溶媒の沸点が低いと引火の危険性が高まるため、安全性の観点から沸点が50℃以上の溶媒が好ましい。生産性の観点から溶媒の沸点は50℃〜160℃が好ましく、硬化のための加熱工程の温度及び時間を自由に選択できる観点から50℃〜120℃が更に好ましい。
具体的には、本実施形態に係る銀の表面処理剤のうち、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物を含有する液を銀又は銀合金上に塗布した後、溶媒を除去及び/または硬化することによって、銀又は銀合金上に表面処理剤に含有される層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物を含んでなる膜を形成できる。さらに、層状珪酸化合物を含有する液を塗布した後、溶媒を除去することによって層状珪酸化合物を含んでなる膜を形成できる。
【0040】
層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜(18―a)と層状珪酸化合物膜(18―b)の合計膜厚は、ワイヤボンディング性の観点から35μm以下であることが好ましく、0.001μm以上33μm以下であることがより好ましく、0.01μm以上30μm以下であることが更に好ましい。このような範囲に設定することにより、良好なワイヤボンディング性を確保することができる。
【0041】
青色LED30は、光半導体装置1Aの光源である。図1を参照すると、青色LED30の第1電極30aは、導電性を有するダイボンド材32により配線層13の第1の部分13aにダイボンドされている。また、青色LED30の第2電極30bは、ボンディングワイヤ34により配線層13の第2の部分13bに接続されている。
【0042】
リフレクタ20は、青色LED30が発生した光を光半導体装置1Aの外部に向けて反射させる。リフレクタ20は、青色LED30を取り囲むように基板10の表面から立設し、青色LED30を収容する内部空間22を画成している。内部空間22には青色LED30を封止するための透明封止樹脂40が充填されている。
【0043】
リフレクタ20は、白色顔料を含む熱硬化性樹脂からなる。熱硬化性樹脂には、リフレクタ20を容易に形成するために、室温(例えば25℃)で加圧成形可能なものが用いられ、特に、接着性の観点からエポキシ樹脂が好ましい。このような樹脂には、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂等を用いることができる。白色顔料には、例えば、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、酸化チタン又は酸化ジルコニウムが用いられ、特に、光反射性の観点から酸化チタンが好ましい。
【0044】
透明封止樹脂40は、青色LED30を封止するものであり、リフレクタ20により画成された内部空間22に充填されている。内部空間22に充填される樹脂には、少なくとも青色LED30が発する光の波長を含む波長帯の光を透過するものが用いられる。透明封止樹脂40には、透明性の観点からシリコーン樹脂又はアクリル樹脂を採用することが好ましい。また、透明封止樹脂40は、光を拡散する無機充填材や青色LED30から発生した光を励起光として光半導体装置1Aから白色光を発生させる蛍光体42を更に含んでいてもよい。
【0045】
第1実施形態に係る光半導体装置1Aは、青色LED30の第2電極30bと配線層13の銀めっき層16とを電気的に接続するボンディングワイヤ34を備えている。ボンディングワイヤ34は、青色LED30の第2電極30bにボンディングされた第1接続部35と、銀めっき層16にボンディングされた第2接続部36と、第1接続部35から第2接続部36へ延びた延在部37とを有している。ボンディングワイヤ34には、直径が5μm以上40μm以下の金、銅、又はアルミニウム製のワイヤを用いることができる。
【0046】
第1接続部35は、透明封止樹脂40と接している青色LED30の第2電極30bに接続されているため、第1接続部35も透明封止樹脂40に接している。また、第1接続部35の一部は層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜(18―a)と、層状珪酸化合物膜(18―b)と接触することなく層状珪酸化合物膜(18―b)から露出しており、層状珪酸化合物膜(18―b)から露出した第1接続部35の一部には層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜(18―a)および層状珪酸化合物膜(18―b)の付着がない。
【0047】
図2に示すように、第2接続部36は、銀めっき層16の表面16aに接している接続面36aと、接続面36aの反対側にある露出面36bとを有している。銀めっき層16の表面16aとボンディングワイヤ34の接続面36aとが接することにより、銀めっき層16とボンディングワイヤ34との導通が確保されている。この接続面36aと銀めっき層16の表面16aとは、ボンディングワイヤ34と銀めっき層16との導通が確保されるように接続されていればよい。そのため、接続面36aの全体が銀めっき層16の表面16aと接していてもよいし、接続面36aの一部が銀めっき層16の表面16aと接していてもよい。例えば、接続面36aと銀めっき層16の表面16aとの間に、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜(18―a)と層状珪酸化合物膜(18―b)の一部が挟まれていてもよい。また、第2接続部36における接続面36aと露出面36bとの間の側面部分は一部又は全部は、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜と層状珪酸化合物膜(18―b)に囲まれている。露出面36bの全体は、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜(18―a)と層状珪酸化合物膜(18―b)と接触することなく層状珪酸化合物膜(18―b)から露出しており、層状珪酸化合物膜18から露出した露出面36bには層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜と層状珪酸化合物膜18の付着がない。
【0048】
延在部37は、透明封止樹脂40内でワイヤループを形成している。そのため、延在部37の側面の全体が透明封止樹脂40に接している。また、延在部37の全体が層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜と層状珪酸化合物膜(18―b)に接触することなく層状珪酸化合物膜(18―b)から露出しており、層状珪酸化合物膜(18―b)から露出した延在部37には層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜と層状珪酸化合物膜18の付着がない。
【0049】
このように、本実施形態に係る光半導体装置1Aは、ガスバリア性を有する層状珪酸化合物膜(18―b)で銀めっき層16の表面16aが被覆されており、銀めっき層と層状珪酸化合物膜の間に珪酸化合物膜(18−a)を形成していることで、銀面と封止樹脂との密着を得、かつ銀めっき層16の硫化を抑制することができる。これにより、銀めっき層16の変色による光半導体装置1Aの照度の低下および接着性の低下を抑制することができる。
【0050】
また、本実施形態に係る光半導体装置1Aは、ボンディングワイヤ34がワイヤボンディングにより銀めっき層16に固着され、第2接続部36の接続面36aが銀めっき層16の表面16aに接している。これにより、ボンディングワイヤ34と銀めっき層16との間で導通を確保することができる。
【0051】
また、本実施形態に係る光半導体装置1Aは、ボンディングワイヤ34の第1接続部35、露出面36b及び延在部37が透明封止樹脂40に接して層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜と層状珪酸化合物膜18の付着がないため、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜と層状珪酸化合物膜18からボンディングワイヤ34への不要なストレスの印可が防止される。従って、ボンディングワイヤ34の破断を防止することができる。
【0052】
図5を参照して、光半導体装置1Aの製造方法について説明する。図5に示すように、光半導体装置1Aの製造方法は、準備工程S10と、銀めっき層16を被覆する珪酸化合物膜と層状珪酸化合物膜18を形成する膜形成工程S20と、青色LED30を固定するボンディング工程S30と、層状珪酸化合物膜18で被覆された銀めっき層16と青色LED30とをワイヤボンディングして電気的に接続する接続工程S40と、リフレクタ20の内部空間22に透光性樹脂40を充填する充填工程S50と、を有する。
【0053】
準備工程S10では、表面に銀めっき層16が形成された基板10と基板10に固定されたリフレクタ20を備えた生産物を準備する。まず、基体12に銅めっき板14が設けられた基板を準備する(工程S11)。次に、銅めっき板14上に銀めっき層16を形成する(工程S12)。そして、銀めっき層16上にリフレクタ20を固定する(工程S13)。
【0054】
準備工程S10の後に、膜形成工程S20を実施する。はじめに、層状珪酸化合物を溶媒で希釈した層状珪酸化合物希釈液を作成する。まず、超純水に粉末のモンモリロナイトを混合して半透明溶液を作成して撹拌する。次に、イソプロピルアルコールを撹拌後の半透明溶液に投入して更に撹拌することにより、粘土希釈液が作成される。なお、溶媒における水とイソプロピルアルコールの比率は、例えば9:1である。溶媒としてイソプロピルアルコールを投入することにより、層状珪酸化合物希釈液を乾燥させるときに生じ得る層状珪酸化合物膜18のムラを抑制し、層状珪酸化合物膜18の膜厚H2を均一に近づけることができる。
【0055】
本実施形態では、珪酸化合物希釈液をリフレクタ20の内部空間22に塗布した後、溶媒を除去及び/または硬化することによって、内部空間22に露出した銀めっき層16の前面を覆うように珪酸化合物膜が形成される。続いて、層状珪酸化合物希釈液をリフレクタ20の内部空間22に塗布した後、溶媒を乾燥除去することによって、珪酸化合物膜で被覆された銀めっき層16の前面を被覆するように層状珪酸化合物膜を形成できる。
【0056】
なお、本実施形態の層状珪酸化合物膜18の厚さH2は0.01μm以上30μm以下であるため、透光性を有している。このため、内部空間22に露出する銀めっき層16以外の領域上に層状珪酸化合物膜18が形成されてもよい。例えば、リフレクタ20の内壁面20a上に層状珪酸化合物膜18が形成されてもよい。これによれば、銀めっき層16を確実に層状珪酸化合物膜18で覆うことが可能な量の層状珪酸化合物希釈液を塗布することが可能となる。従って、銀めっき層16のみを被覆するように層状珪酸化合物希釈液の塗布量を調整する必要がなく、少なくとも銀めっき層16上に層状珪酸化合物膜18を形成することができる量よりも多くなるように層状珪酸化合物希釈液の塗布量を調整すればよいため、層状珪酸化合物膜18を容易に形成することができる。
【0057】
膜形成工程S20の後に、ボンディング工程S30を実施する。ボンディング工程S30では、青色LED30を銀めっき層16上に導電性のダイボンド材32を介して固定する。この工程により、青色LED30の第1電極30aと配線層13の第1の部分13aとが互いに電気的に接続される。
【0058】
ボンディング工程S30の後に、接続工程S40を実施する。接続工程S40は、第1固着工程S41と、ワイヤループ工程S42と、第2固着工程S43とを有している。この接続工程S40に用いられるワイヤボンディング装置には、公知のものを用いることができる。ワイヤボンディング装置は、ボンディングワイヤ34が挿通されるキャピラリ(図示せず)を備えている。キャピラリを所定の位置に移動させた後に降下させて、ボンディングワイヤ34を青色LED30の電極又は層状珪酸化合物膜18が形成された銀めっき層16に押し付けることにより、ボンディングワイヤ34が固着される。この工程により、ボンディングワイヤ34と青色LED30の第2電極30bとが互いに電気的に接続される。
【0059】
第1固着工程S41では、第1接続部35を形成し、ボンディングワイヤ34を青色LED30の第2電極30bに固着させる。この第1固着工程S41には、ボールボンディング又はウエッジボンディングのいずれかの方法が用いられる。本実施形態では、青色LED30の表面には層状珪酸化合物膜18が形成されていないため、公知の条件によりボンディングワイヤ34を青色LED30の第2電極30bに固着することができる。次に、ワイヤループ工程S42を実施する。ワイヤループ工程S42では、ボンディングワイヤ34を繰り出しつつキャピラリを移動させて、ワイヤループを形成する(図1参照)。
【0060】
第2固着工程S43では、第2接続部36を形成し、ボンディングワイヤ34を銀めっき層16に固着させる。まず、ワイヤループを形成したボンディングワイヤ34を層状珪酸化合物膜18上に配置し、銀めっき層16に向けて押圧する。このとき、キャピラリには、60gf以上150gf以下の荷重が印可されることが好ましい。この荷重とすれば、層状珪酸化合物膜(18―b)と層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜(18―a)に対してボンディングワイヤ34を貫通させて、銀めっき層16にボンディングワイヤ34を確実に接続することができる。また、荷重を印可しているときにキャピラリを、超音波帯域である80kHz以上160kHz以下の周波数帯で振動させることが好ましい。この振動の印可により、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜と層状珪酸化合物膜18に対してボンディングワイヤ34を貫通させて、銀めっき層16にボンディングワイヤ34を一層確実に接続することができる。そして、ボンディングワイヤ34が銀めっき層16に固着された後、キャピラリがボンディングワイヤ34を保持した状態で、キャピラリを上昇させてボンディングワイヤ34のテールを切断する。この工程により、ボンディングワイヤ34と配線層13の第2の部分13bとが互いに電気的に接続される。
【0061】
続いて、充填工程S50を実施する。充填工程S50では、リフレクタ20の内部空間22に透明封止樹脂40を充填し、この樹脂により青色LED30と、ボンディングワイヤ34の第1接続部35、第2接続部36及び延在部37とを封止する。以上の工程により、光半導体装置1Aが製造される。
【0062】
このように、本実施形態に係る光半導体装置1Aの製造方法によれば、膜形成工程S20においてガスバリア性を有する層状珪酸化合物膜(18―b)で銀めっき層16を被覆するため、銀めっき層16の硫化を抑制することができる。これにより、銀めっき層16の変色による光半導体装置1Aの照度の低下を抑制することができる。
【0063】
また、本実施形態に係る光半導体装置1Aの製造方法によれば、接続工程S40では、ワイヤボンディングを行うことにより、層状珪酸化合物膜(18―b)を貫通したボンディングワイヤ34を銀めっき層16に対して電気的に接続して銀めっき層16と青色LED30との導通を確保することができる。
【0064】
ところで、図6は比較例に係る製造方法により製造した光半導体装置の一部を拡大したSEM(電子顕微鏡)像である。本実施形態に係る製造方法では膜形成工程S20を実施した後に接続工程S40を実施するが、比較例に係る製造方法では接続工程S40を実施した後に膜形成工程S20を実施する点で本実施形態に係る製造方法と相違する。すなわち、比較例に係る製造方法では、膜形成工程S20を実施するときに青色LED30と銀めっき層16とに接続されたボンディングワイヤ34が存在している。この状態で銀めっき層16に対して層状珪酸化合物希釈液を塗布した場合にはボンディングワイヤ34にも層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物希釈液と層状珪酸化合物希釈液が付着する。そして、延在部37に層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物希釈液および層状珪酸化合物希釈液が付着した状態で乾燥させると、図6に示すように、ボンディングワイヤ34の延在部37に層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜や層状珪酸化合物膜が付着し、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物希釈液や層状珪酸化合物希釈液の組成や濃度によっては、延在部37に付着した層状珪酸化合物膜37aが幕状に広がることもある。この延在部37に付着した層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜や層状珪酸化合物膜37aは、ボンディングワイヤ34に対して不要なストレスを与えるため、ボンディングワイヤ34が破断する虞がある。
【0065】
一方、本実施形態に係る光半導体装置1Aの製造方法によれば、膜形成工程S20が接続工程S40の前に実施されるため、ボンディングワイヤ34へ層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物希釈液や層状珪酸化合物希釈液が付着することがなく、ボンディングワイヤ34への層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜と層状珪酸化合物膜(18―b)の付着が防止される。従って、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜と層状珪酸化合物膜(18―b)からボンディングワイヤ34への不要なストレスの印可が防止され、ボンディングワイヤ34の破断を抑制することができる。
【0066】
また、本実施形態に係る光半導体装置1Aの製造方法によれば、ボンディングワイヤ34がない状態で膜形成工程S20が実施されるため、銀めっき層16上に確実に層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜(18―a)と層状珪酸化合物膜(18―b)を形成することができる。
【0067】
また、本実施形態に係る光半導体装置1Aの製造方法によれば、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物希釈液と層状珪酸化合物希釈液を用いて珪酸化合物膜と層状珪酸化合物膜(18―b)形成する。層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物希釈液と層状珪酸化合物希釈液は、基板10への塗布量及び溶媒に対する粘土の割合を調整することが可能であるため、希釈液を用いて乾燥後の層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜(18―a)と層状珪酸化合物膜(18―b)の膜厚H2を制御することが可能である。これにより、所定の膜厚H2を有する層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜(18―a)と層状珪酸化合物膜(18―b)を容易に形成することができる。
【0068】
その上、本実施形態に係る光半導体装置1Aの製造方法によれば、膜形成工程S20と接続工程S40との間に、ボンディング工程S30を実施する。これら工程の順番によれば、青色LED30の表面に層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜と層状珪酸化合物膜18が形成されないため、青色LED30の第2電極30bに対してボンディングワイヤ34のボンディングを容易に実施することができる。
【0069】
[第2実施形態]
次に、第2実施形態に係る光半導体装置について説明する。図7は、第2実施形態に係る光半導体装置の断面を示す図である。図8は、図7の一部を拡大した図である。第2実施形態に係る光半導体装置1Bは、銀めっき層16の表面16a、青色LED30の表面を覆う層状珪酸化合物膜(18―a)と、層状珪酸化合物膜(18―a)を貫通して青色LED30の第2電極30bに固着された第1接続部38を有するボンディングワイヤ34と、を備えている点で第1実施形態に係る光半導体装置1Aと相違する。その他の構成は、光半導体装置1Aと同様である。
【0070】
光半導体装置1Bは、銀めっき層16を被覆すると共に青色LED30を被覆する層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜(18―a)と層状珪酸化合物膜(18―b)を有している。この層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜と層状珪酸化合物膜(18―b)は、青色LED30の表面及び側面にも形成されているほかは、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜(18―a)と層状珪酸化合物膜(18―b)と同様の構成を有する。
【0071】
光半導体装置1Bは、青色LED30の第2電極30bと配線層13の銀めっき層16とを電気的に接続するボンディングワイヤ34を備えている。ボンディングワイヤ34は、青色LED30の第2電極30bにボンディングされた第1接続部38と、銀めっき層16にボンディングされた第2接続部36と、第1接続部35から第2接続部36まで延びた延在部37とを有している。
【0072】
図8に示すように、第1接続部38は、層状珪酸化合物膜(18―b)が形成された青色LED30の第2電極30bに接続されている。第1接続部38は、青色LED30の第2電極30bに接している接続面38aと、接続面38aの反対側にある露出面38bとを有している。第2電極30bと接続面38aとが接することにより、青色LED30の第2電極30bとボンディングワイヤ34との導通が確保されている。この接続面38aと第2電極30bとは、ボンディングワイヤ34と第2電極30bとの導通が確保されるように接続されていればよい。そのため、接続面38aの全体が第2電極30bと接していてもよいし、接続面38aの一部が第2電極30bと接していてもよい。例えば、接続面38aと第2電極30bとの間に、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物(18―b)と層状珪酸化合物膜(18―a)の一部が挟まれていてもよい。また、第1接続部38における接続面38aと露出面38bとの間の側面部分の一部又は全部は、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜層状珪酸化合物膜(18―b)と層状珪酸化合物膜層状珪酸化合物膜(18―a)に囲まれている。露出面38bの全体は層状珪酸化合物土膜層状珪酸化合物膜(18―a)と接触することなく層状珪酸化合物膜(18―b)から露出しており、露出面38bには層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物(18―b)と層状珪酸化合物膜(18―a)の付着がない。
【0073】
次に、第2実施形態に係る光半導体装置1Bの製造方法について説明する。図9は、第2実施形態に係る光半導体装置1Bの製造工程を示すフローチャートである。図9に示すように、第2実施形態に係る製造方法は、膜形成工程S20の前にボンディング工程S30を実施する点で、第1実施形態に係る光半導体装置1Aの製造方法と相違する。このため、第1固着工程S41bでは、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜と層状珪酸化合物膜18が形成された第2電極30bにボンディングワイヤ34を固着する。その他の工程は、第1実施形態に係る製造方法と同様である。なお、第1固着工程S41bにおけるボンディング条件は、第2固着工程S43において層状珪酸化合物膜(18―b)が形成された銀めっき層16にボンディングワイヤ34を固着するときのボンディング条件と同じである。
【0074】
第2実施形態に係る光半導体装置1Bの製造方法によれば、ボンディング工程S30を実施する時に銀めっき層16の表面16a上にはと層状珪酸化合物膜(18―b)がない。従って、銀めっき層16に対して青色LED30を容易にボンディングすることができる。
【0075】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【0076】
例えば、上記実施形態では、発光ダイオードとして青色LEDを採用するものとして説明したが、青色以外の光を発生する発光ダイオードを採用してもよい。
【実施例】
【0077】
次に、本発明の実施例について説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0078】
[実施例1]
実施例1では、層状珪酸化合物層と層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物層を貫通して銀めっき層に固着されたボンディングワイヤが機械的及び電気的に接続されているか、硫化水素ガス耐性、接着性を確認した。実施例1では、銀めっき層上に層状珪酸化合物膜と珪酸化合物膜が形成された第1試験片と第2試験片を備え、それぞれの試験片が互いに電気的に絶縁された試験体を準備した。実施例1のそれぞれの試験片には、銀めっき層に層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物希釈液を滴下して乾燥させ厚さ0.01μmの第2の珪酸化合物膜(シリコーンゴム膜)を形成した後、層状珪酸化合物希釈液を滴下して乾燥させ厚さ0.01μmの層状珪酸化合物膜(モンモリロナイト膜)を形成した。また、第1試験片にボンディングワイヤの一端をボンディングし、第2試験片にボンディングワイヤの他端をボンディングした。ワイヤボンディングの実施条件は、キャピラリに印可する荷重を80gfとし、キャピラリを振動させる周波数を120kHzとした。なお、実施例1では、直径が25μmの田中電子工業株式会社製(SR−25)のワイヤを用いた。
【0079】
ボンディングワイヤと銀めっき層との機械的な接続は、引張試験を実施して各試験片からボンディングワイヤが剥がれたときの引張荷重をプル強度として評価した。引張試験では、延在部にフックを引掛けた後にフックを上方に移動させることによりボンディングワイヤに引張荷重を与えた。また、ボンディングワイヤと銀めっき層との電気的な接続は、第1試験片と第2試験片との間の導通抵抗を測定して評価した。その結果、表1に示すようにプル強度は7.7gfであり、導通抵抗は0.2Ωであった。
【0080】
<発光装置の作製>
銀メッキ基板上に、発光波長467.5nm〜470nm、容量3.7μLの発光ダイオードチップを金ワイヤで接続し、発光装置を作製した。その後、発光ダイオード上に0.8質量%の層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物層形成材料をスポイトで3μL滴下し、22℃で30分静置して溶媒を除去し、150℃1時間の加熱処理をした。その後、0.025質量%の層状珪酸化合物希釈液をスポイトで3μL滴下し、22℃で12h静置して溶媒を除去し、銀メッキ基板上に層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物層及び層状珪酸化合物膜を具備する発光装置を得た。
【0081】
<表面処理剤を塗布した発光装置の硫化水素ガス耐性評価>
層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜と層状珪酸化合物膜を表面に具備する発光装置を順電流20mA、順電圧3.3Vで発光させ、マルチ測光計(大塚電子株式会社、MCPD−3700)を用いて露光時間30ミリ秒で発光強度を測定し、[硫化水素暴露前発光強度]とした。次に、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜と層状珪酸化合物膜を表面に具備する発光装置を、10ppm硫化水素ガス気流、40℃、90%RH(相対湿度)中に96時間静置した後、順電流20mA、順電圧3.3Vで発光させ、マルチ測光計を用いて露光時間30ミリ秒で発光強度を測定し、[硫化水素暴露後発光強度]とした。
([硫化水素暴露後発光強度]/[硫化水素暴露前発光強度])×100=[発光強度維持率]とし、発光強度維持率を求めた。結果を表1に示す。
【0082】
<表面処理剤を塗布した発光装置の接着性評価>
接着性評価用発光装置を、万年筆用ボトルインク赤(PILOT社製、INK330R)に25℃で24時間浸漬した後、取り出して水洗し、実体顕微鏡を用いて、インクによる着色の有無を観察し、インクの染込みによる赤色の着色が無い場合を接着性良好として○、ある場合を接着性不良として×と判定した。
【0083】
[実施例2]
実施例2では、銀めっき層に、厚さ0.01μmの層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜と、厚さ1μmの層状珪酸化合物膜を形成した点を除き、実施例1と同じ条件とした。そして、実施例1と同様の評価を行った。その結果、表1に示すようにプル強度は6.5gfであり、導通抵抗は0.3Ωであった。
【0084】
[実施例3]
実施例3では、銀めっき層に厚さ0.01μmの層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜と厚さ10μmの層状珪酸化合物膜を形成した点を除き、実施例1と同じ条件とした。そして、実施例1と同様の評価を行った。その結果、表1に示すようにプル強度は5.8gfであり、導通抵抗は0.2Ωであった。
【0085】
[実施例4]
実施例4では、銀めっき層に厚さ0.01μmの層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜と厚さ30μmの層状珪酸化合物膜を形成した点を除き、実施例1と同じ条件とした。そして、実施例1と同様の評価を行った。その結果、表1に示すようにプル強度は5.5gfであり、導通抵抗は0.2Ωであった。
【0086】
[実施例5]
実施例5では、銀めっき層に厚さ0.5μmの層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜と、厚さ29μmの層状珪酸化合物膜を形成した点を除き、実施例1と同じ条件とした。そして、実施例1と同様の評価を行った。その結果、表1に示すようにプル強度は5.3gfであり、導通抵抗は0.2Ωであった。
【0087】
[実施例6]
実施例6では、銀めっき層に厚さ1.0μmの層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜と厚さ29μmの層状珪酸化合物膜を形成した点を除き、実施例1と同じ条件とした。そして、実施例1と同様の評価を行った。その結果、表1に示すようにプル強度は5.0gfであり、導通抵抗は0.2Ωであった。
【0088】
[比較例1]
比較例1では、銀めっき層に、厚さ1.0μmの層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜と、厚さ40μmの層状珪酸化合物膜を形成した点を除き、実施例1と同じ条件とした。そして、実施例1と同様の評価を行った。その結果、表1に示すようにワイヤをボンディングできなかった。
【0089】
[比較例2]
比較例2は、銀めっき層上に層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜は形成せず、厚さ0.01μmの層状珪酸化合物膜を形成した点を除き、実施例1と同じ条件とした。そして、実施例1と同様の評価を行った。その結果、表1に示すようにプル強度は7.1gfであり、導通抵抗は0.2Ωであった。
【0090】
[比較例3]
比較例3は、銀めっき層上に層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜は形成せず、厚さ30μmの層状珪酸化合物膜を形成した点を除き、実施例1と同じ条件とした。そして、実施例1と同様の評価を行った。その結果、表1に示すようにプル強度は5.7gfであり、導通抵抗は0.2Ωであった。
【0091】
[比較例4]
比較例4は、銀めっき層上に厚さ1μmの層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜は形成し、層状珪酸化合物膜を形成していない点を除き、実施例1と同じ条件とした。そして、実施例1と同様の評価を行った。その結果、表1に示すようにプル強度は7.0gfであり、導通抵抗は0.2Ωであった。
【0092】
[比較例5]
比較例5は、銀めっき層上に、層状珪酸化合物膜と、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜を形成していない点を除き、実施例1と同じ条件とした。そして、実施例1と同様の評価を行った。その結果、表1に示すようにプル強度は7.7gfであり、導通抵抗は0.2Ωであった。
【0093】
【表1】
【0094】
上述した結果より、層状珪酸化合物以外の第2の珪酸化合物膜と、層状珪酸化合物膜により被覆された銀めっき層に対して、ボンディングワイヤが問題なく機械的及び電気的に接続されていることが確認された。また、表1に示されるように、実施例1〜6では、発光ダイオードの硫化水素ガス耐性、接着性が得られることが分かる。
【符号の説明】
【0095】
1A,1B…光半導体装置、10…基板、12…基体、13…配線層、13a…第1の部分、13b…第2の部分、14…銅めっき板、16…銀めっき層、16a…銀めっき層の表面、17…絶縁部、18…層状珪酸化合物膜及び第2の珪酸化合物膜、20…リフレクタ(光反射部)、20a…内壁面、22…内部空間、30…青色LED(発光ダイオード)、30a…第1電極、30b…第2電極、32…ダイボンド材、34…ボンディングワイヤ、35,38…第1接続部、36…第2接続部、36a,38a…接続面、36b,38b…露出面、37…延在部、37a…延在部に付着した層状珪酸化合物膜、40…透明封止樹脂(透明封止部)、42…蛍光体、S10…準備工程、S20…膜形成工程、S30…ボンディング工程、S40…接続工程、S50…充填工程、H1…天然粘土のモンモリロナイトの厚さ、H2…層状珪酸化合物膜の膜厚、L…天然粘土のモンモリロナイトの厚さに直交する方向の長さ。
図1
図2
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図9