特許 6443429 パッケージ及びパッケージの製造方法、発光装置及び発光装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6443429

(24)【登録日】2018年12月7日

(45)【発行日】2018年12月26日

(54)【発明の名称】パッケージ及びパッケージの製造方法、発光装置及び発光装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/60 20100101AFI20181217BHJP

【ＦＩ】

   H01L33/60

【請求項の数】6

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2016-232649(P2016-232649)

(22)【出願日】2016年11月30日

(65)【公開番号】特開2018-92974(P2018-92974A)

(43)【公開日】2018年6月14日

【審査請求日】2017年12月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000226057

【氏名又は名称】日亜化学工業株式会社

(72)【発明者】

【氏名】白浜 元清

【審査官】 吉野 三寛

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０８０８２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０８４７２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１３０７１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１３８８４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０４７６０６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−００４８３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１６−５３５９３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１９５３７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２２７９２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３６８２８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２３５１８７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／１１５１２４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ３３／００−３３／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一対のリードと、前記一対のリードを保持する樹脂成形体とを備え、上面に素子載置領域を備えるパッケージであって、
前記樹脂成形体は、黒色樹脂部と、前記黒色樹脂部の表面の少なくとも一部に配置される光反射発泡部とを備え、
前記光反射発泡部は、前記素子載置領域に載置される発光素子からの光が照射される光照射領域に配置されている、
ことを特徴とするパッケージ。

【請求項2】

前記パッケージは凹部を有し、前記光反射発泡部は前記凹部の側面又は底面に配置されている請求項１記載のパッケージ。

【請求項3】

一対のリードと前記一対のリードを保持する樹脂成形体を備え、上面に素子載置部を備えるパッケージを、複数備えたパッケージ付リードフレームを準備する工程と、
前記素子載置部に載置される発光素子からの光が照射される光照射領域に配置される黒色樹脂部の一部を発泡させ、光反射発泡部を形成する工程と、
を備えるパッケージの製造方法。

【請求項4】

前記光反射発泡部を形成する工程は、レーザ光を照射する工程を備える請求項３記載のパッケージの製造方法。

【請求項5】

一対のリードと、前記一対のリードを保持する樹脂成形体とを備えるパッケージと、
前記パッケージの上面に載置される発光素子と、
を備える発光装置であって、
前記樹脂成形体は、黒色樹脂部と、前記黒色樹脂部の表面の少なくとも一部に配置される光反射発泡部とを備え、
前記光反射発泡部は、前記発光素子からの光が照射される光照射領域に配置されていることを特徴とする発光装置。

【請求項6】

一対のリードと、前記一対のリードを保持する樹脂成形体とを備え、上面に配置される素子載置領域と、前記素子載置領域に載置される発光素子からの光が照射される光照射領域と、を備え、前記光照射領域に配置される光反射発泡部を備えるパッケージを準備する工程と、
前記素子載置領域に、発光素子を載置する工程と、
を備える発光装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、パッケージ及びパッケージの製造方法、発光装置及び発光装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体発光素子（以下「発光素子」）を備えた発光装置として、リードと成形樹脂とを備えた樹脂パッケージを用いた発光装置が知られている。例えば、ディスプレイ用の発光装置では、コントラストを向上させるために、黒色樹脂を用いた黒色樹脂パッケージが知られている。さらに、発光素子が載置される凹部の内面を白色樹脂とし、その周りを黒色樹脂とした２色樹脂パッケージが知られている。２色樹脂パッケージとすることで、発光素子からの光の吸収を低減しつつ、コントラストを向上させることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６−１３０７１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載された２色樹脂パッケージは、２種の樹脂を用いて２度の成形を行うため、コストがかかる。また、２種の樹脂の間に隙間ができるなどの問題が生じる場合がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示は、以下の構成を含む。
一対のリードと、一対のリードを保持する樹脂成形体とを備え、上面に素子載置領域を備えるパッケージであって、樹脂成形体は、黒色樹脂部と、黒色樹脂部の表面の少なくとも一部に配置される光反射発泡部とを備え、光反射発泡部は、素子載置領域に載置される発光素子からの光が照射される光照射領域に配置されている、ことを特徴とするパッケージ。

【発明の効果】

【0006】

以上により、光吸収を低減しコントラストに優れた樹脂パッケージ及び発光装置を、低コストで得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1A】図１Ａは、実施形態に係るパッケージを示す概略斜視図である。

【図1B】図１Ｂは、実施形態に係るパッケージを示す概略上面図である。

【図1C】図１Ｃは、図１Ｂに示す１Ｃ−１Ｃ線における概略断面図である。

【図2A】図２Ａは、実施形態に係るパッケージの製造方法を示す概略断面図である。

【図2B】図２Ｂは、実施形態に係るパッケージの製造方法を示す概略断面図である。

【図3】図３は、実施形態に係る発光装置を示す概略断面図である。

【図4A】図４Ａは、実施形態に係る発光装置の製造方法を示す概略断面図である。

【図4B】図４Ｂは、実施形態に係る発光装置の製造方法を示す概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本発明を実施するための形態を、以下に図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す形態は、本発明の技術思想を具体化するためのパッケージ及び発光装置を例示するものであって、本発明は、パッケージ及び発光装置を以下に限定するものではない。

【0009】

また、本明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に、実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限りは、本開示の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。尚、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。

【0010】

＜実施形態１＞
図１Ａは、実施形態１に係るパッケージ１０の集合体１０Ａの概略斜視図である。図１Ｂは、パッケージ１０の集合体１０Ａの一部を拡大した概略上面図である。図１Ｃは、図１Ｂの１Ｃ−１Ｃ線における概略断面図である。

【0011】

各パッケージ１０は、凹部Ｓを備える。尚、パッケージは、凹部を備えない形状のパッケージでもよく、例えば、平板状のパッケージでもよい。凹部Ｓ内の上面（凹部の底面）２１０は、一対のリード３０と、これらの間の樹脂成形体２０と、を備える。凹部Ｓの側壁は樹脂成形体２０から構成されており、側壁の内側面２２０も樹脂成形体２０から構成される。パッケージ１０は、図１Ａに示すように、樹脂成形体２０が一体成形された集合体１０Ａであってもよく、それぞれ別体として成形されたパッケージでもよい。

【0012】

凹部Ｓ内の上面は、素子載置領域Ｃを含む。素子載置領域Ｃは、発光装置において発光素子が載置されている領域を指す。尚、発光素子を載置する前のパッケージ１０においては、発光素子が載置される予定の領域を素子載置領域とする。

【0013】

このような凹部Ｓを備えるパッケージ１０では、凹部Ｓ内に載置された発光素子からの光は、凹部Ｓ内の面である底面２１０と内側面２２０とに照射される。つまり、図１Ｃに示すように、光照射領域Ｌは、凹部Ｓの底面２１０と内側面２２０とを指す。発光素子を載置する前のパッケージにおいて、光照射領域Ｌは、光が照射される予定の領域である。

【0014】

樹脂成形体２０は、黒色樹脂部２１と、黒色樹脂部２１の表面の少なくとも一部に配置される光反射発泡部２２と、を含む。この光反射発泡部２２は、光照射領域Ｌに配置されている。実施形態１では、図１Ｃに示すように、凹部Ｓの底面２１０の樹脂成形体２０の表面と、凹部Ｓの内側面２２０の樹脂成形体２０の表面に、光反射発泡部２２が配置されている。

【0015】

光反射発泡部２２は、樹脂成形体２０の一部であり、黒色樹脂部２１の表面を発泡させた部分である。つまり、光反射発泡部２２と黒色樹脂部２１は一体である。光反射発泡部２２は、黒色樹脂部２１の表面から隆起したようになっている。

【0016】

黒色樹脂部２１は黒色であるため、発光素子からの光の反射率が低い。光反射発泡部２２は、発泡することで、発泡していない部分の黒色樹脂部２１よりも、光の反射率が高くなっている。例えば、光反射発泡部２２の反射率は、発光素子からの光に対して４０％以上、６０％以上、８０％以上など、とすることができる。

【0017】

このような光の反射率の高い光反射発泡部２２を光照射領域Ｌに配置することで、発光素子からの光の吸収を低減することができる。凹部Ｓの側壁の上面は、光反射発泡部を有しておらず、黒色樹脂部２１が表面に露出している。そのため、このようなパッケージ１０を用いた発光装置をディスプレイなどに用いた場合、コントラストを向上させることができる。

【0018】

光反射発泡部２２は、光照射領域Ｌに位置する樹脂成形体２０のうち、例えば、３０％以上の面積に配置させることが好ましく、５０％以上とすることがより好ましい。また、光反射発泡部２２の厚みは、例えば、数μｍ〜数十μｍ程度とすることができる。光反射発泡部２２の表面は、凹凸のある面である。

【0019】

パッケージ１０の樹脂成形体２０に用いられる樹脂材料としては、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などの樹脂で構成することができる。具体的には、熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂組成物、変成エポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、変成シリコーン樹脂組成物、シリコーン変成エポキシ樹脂、エポキシ変成シリコーン樹脂組成物、ポリイミド樹脂組成物、変成ポリイミド樹脂組成物、不飽和ポリエステル等の樹脂が挙げられ、熱可塑性樹脂としては、ポリアミド、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ＡＢＳ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ＰＢＴ樹脂等の樹脂が挙げられ、これらの中から少なくとも１つを含む樹脂とすることができる。尚、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂では、光反射発泡部の形成条件等は異なるものであり、本明細書においては主として熱可塑性樹脂について説明をしている。

【0020】

また、樹脂材料には、カーボンブラック等の黒色材料が含有されている。例えば、カーボンブラックを用いる場合は、樹脂材料の全重量に対して、１０重量％〜６０重量％、さらに１５重量％〜５０重量％含有させることが好ましい。また、機械的強度などを補強するための添加剤等を備えていてもよい。例えば、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、アルミナ、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、窒化ホウ素、ムライトなどの光反射材が含有されていてもよい。

【0021】

パッケージ１０のリード３０は、個片化された後において、パッケージ１０の側面、又は、パッケージ１０の下面において、もしくは、側面と下面の両方において、樹脂成形体２０から露出される。これにより、外部電源から給電することができる。リード３０の側面は、樹脂部の側面と面一であってもよく、あるいは、突出していてもよい。また、リード３０は、その一部が樹脂部の側面よりも凹む部分を備えていてもよい。

【0022】

個片化されたパッケージ１０において、リード３０は、複数の側面のうち、１又は２以上の複数の側面において露出することができる。例えば、上面視が四角形のパッケージ１０の場合、対向する２つの側面において露出するリード３０とすることができる。

【0023】

＜実施形態２＞
図２Ａ、図２Ｂは、実施形態２に係るパッケージの製造方法を説明する概略図である。まず、パッケージ中間体１０Ｂを準備する。図２Ａでは、パッケージ中間体１０Ｂの集合体を図示している。パッケージ中間体１０Ｂは、樹脂成形体２０は、凹部Ｓを備えている。凹部Ｓ内の上面２１０は、一対のリード３０と、これらの間の樹脂成形体２０と、を備える。樹脂成形体２０は、黒色樹脂部２１のみからなる。

【0024】

次に、図２Ｂに示すように、光照射領域Ｌである凹部Ｓの底面２１０及び内側面２２０にレーザ光を照射する。レーザ光を出射するレーザ光源Ｐとしては、窒化ガリウム系半導体レーザなどの半導体レーザ、ＹＡＧ、ルビー、ＹＶＯ_４などの固体レーザ、ＣＯ_２、Ｈｅ−Ｎｅ、エキシマレーザなどの気体レーザ等が挙げられる。また、レーザ光の波長は、例えば、２００ｎｍ〜１０６００ｎｍとすることができる。

【0025】

レーザ光が照射された黒色樹脂部２１からは熱により気体が発生する。発生した気体はその黒色樹脂部２１内に閉じ込められる。これにより、黒色樹脂部２１の一部が発泡した光反射発泡部２２となる。つまり光反射発泡部２２は黒色樹脂部２１の一部を変質させて形成したものであり、それらの境界は明確ではない部分も存在する。尚、レーザ光を照射し続けてより多くの熱を発生させると、樹脂材料が炭化して黒くなる。そのため、炭化しない条件でレーザ光を照射する必要がある。レーザ光の照射条件は、樹脂成形体を構成する樹脂材料の組成や、レーザ光の強度、レーザ光の波長等により調整することができる。例えば、黒色樹脂部２１としてシリコーン樹脂を用い、レーザ光源としてＹＶＯ_４やＹＡＧを用いて波長１０６４ｎｍのレーザ光を照射する場合、単位面積当たりの照射時間を、例えば１／１０００秒〜１／１０００００秒程度とすることで、光反射発泡部を形成することができる。

【0026】

このように、樹脂成形体２０にレーザ光を照射することで、光を吸収しやすい黒色樹脂部２１を光反射発泡部２２とすることができる。つまり、一度の成形で得られた樹脂成形体２０に、レーザ光を照射する、という比較的簡易な方法で光の吸収を低減させた光反射発泡部２２を形成することができるため、２色成形によりパッケージを形成する方法に比して、コストを抑制してパッケージを得ることができる。

【0027】

また、光反射発泡部２２は、光照射領域Ｌ以外の領域に照射してもよい。例えば、パッケージ１０の下面や外側面などに、文字や記号などの形状の光反射領域を形成し、これらをカソードマークやロットマークなどとして用いてもよい。

【0028】

以上のようにして、図１Ａ〜図１Ｃに示すようなパッケージ１０の集合体１０Ａを得ることができる。

【0029】

＜実施形態３＞
図３は、実施形態３に係る発光装置１００の概略断面図である。発光装置１００は、実施形態１のパッケージ１０を用いている。発光装置１００は、パッケージ１０と、パッケージ１０に載置される発光素子６０と、を備える。パッケージ１０は、一対のリード３０と、一対のリード３０を保持する樹脂成形体２０と、を備える。パッケージ１０の上面の素子載置領域に発光素子６０が載置されている。図３では、パッケージ１０は凹部Ｓを備えており、この凹部Ｓの底面２１０がパッケージ１０の上面である。発光素子６０は、パッケージ１０のリード３０とワイヤ４０を介して電気的に接続されている。凹部Ｓ内には、発光素子６０を被覆する封止部材５０が配置されている。

【0030】

発光素子６０はフリップチップ実装されていてもよい。その場合は、ワイヤは用いず、導電性の接合部材を用いて発光素子６０の電極とリード３０とを電気的に接続する。また、発光素子６０をフリップチップ実装する場合は、一対のリード３０の間の樹脂成形体２０は、その表面の光反射発泡部２２の高さは、発光素子の下面の高さと同じか、それよりも低い高さとする。

【0031】

樹脂成形体２０は、黒色樹脂部２１と、黒色樹脂部２１の表面の少なくとも一部に配置される光反射発泡部２２を備える。光反射発泡部２２は、発光素子６０からの光が照射される光照射領域に配置されている。

【0032】

光反射領域は、凹部Ｓ内の面である底面２１０と内側面２２０である。凹部Ｓの内側面２２０の樹脂成形体２１と、凹部Ｓの底面２１０の樹脂成形体２０の上面に、光反射発泡部２２を備える。

【0033】

発光素子６０は、任意の波長のものを選択することができる。例えば、フルカラーディスプレイとして用いられる表示装置用の発光装置とする場合は、青色、緑色、赤色の３色の発光素子を用いる。青色、緑色の発光素子としては、ＺｎＳｅや窒化物系半導体（Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）を用いたものを用いることができる。また、赤色の発光素子としては、ＧａＡｓ、ＩｎＰなどを用いることができる。さらに、これ以外の材料からなる半導体発光素子を用いることもできる。用いる発光素子の組成や発光色、大きさや、個数などは目的に応じて適宜選択することができる。

【0034】

また、可視光領域の光だけでなく、紫外線や赤外線を出力する発光素子とすることができる。さらには、発光素子とともに、受光素子、及びそれらの半導体素子を過電圧による破壊から守る保護素子（例えば、ツェナーダイオードやコンデンサー）、あるいはそれらを組み合わせたものを搭載することができる。

【0035】

発光素子６０の一対の電極は、接合部材を介して、又はワイヤ４０を介してリード３０と電気的に接続されている。接合部材としては、例えば、絶縁性接合部材又は導電性接合部材を用いることができる。絶縁性接合部材としては、樹脂が挙げられ、透明樹脂、もしくは白色樹脂などが挙げられる。導電性接合部材としては、共晶材料又ははんだが挙げられる。好ましい共晶材料としては、ＡｕとＳｎを主成分とする合金、ＡｕとＳｉとを主成分とする合金、ＡｕとＧｅとを主成分とする合金などが挙げられる。はんだとしては、ＡｇとＣｕとＳｎとを主成分とする合金、ＣｕとＳｎとを主成分とする合金、ＢｉとＳｎとを主成分とする合金などが挙げられる。

【0036】

封止部材５０は、発光素子６０、保護素子、ワイヤ４０など、パッケージ１０に実装される電子部品を、塵芥、水分、外力などから保護する部材である。封止部５０材の材料としては、発光素子６０からの光を透過可能な透光性を有し、且つ、それらによって劣化しにくい耐光性を有するものが好ましい。封止部材５０の具体的な材料としては、シリコーン樹脂組成物、エポキシ樹脂組成物、等の、発光素子からの光を透過可能な透光性を有する絶縁樹脂組成物を挙げることができる。また、封止部材５０は、これらの有機物に限られず、ガラス、シリカゾル等の無機物も用いることができる。このような材料に加え、所望に応じて着色剤、光拡散剤、光反射材、各種フィラー、波長変換部材（蛍光部材）などを含有させることもできる。封止部材の充填量は、上記電子部品が被覆される量であればよい。上述のように、光反射発泡部２２は、表面が凹凸になっている。そのため、封止部材５０との接触面積が、光反射発泡部２２を備えない場合に比して広くなっている。これにより、封止部材５０とパッケージ１０との密着性を向上させることができる。

【0037】

封止部材５０に含まれる蛍光体としては、例えば、緑色〜黄色系発光するＹＡＧ系、ＬＡＧ系、緑色発光するＳｉＡｌＯＮ系（βサイアロン）、赤色発光するＳＣＡＳＮ、ＣＡＳＮ系、ＫＳＦ系蛍光体（Ｋ_２ＳｉＦ_６：Ｍｎ）、硫化物系蛍光体等の蛍光体の単独又は組み合わせが挙げられる。

【0038】

＜実施形態４＞
図１Ｃ、図４Ａ、図４Ｂは、実施形態４に係る発光装置１００の製造方法を説明する概略図である。まず、実施形態１に係るパッケージ１０又はその集合体１０Ａを準備する工程を備える。詳細には、一対のリード３０と、一対のリード３０を保持する樹脂成形体２０とを備え、上面２１−に配置される素子載置領域Ｃと、素子載置領域Ｃに載置される発光素子からの光が照射される光照射領域Ｌと、を備え、光照射領域Ｌに配置される光反射発泡部２２を備えるパッケージ１０の集合体１０Ａを準備する工程である。このようなパッケージ１０又はその集合体１０Ａを購入するなどにより準備してもよく、あるいは、実施形態２に係るパッケージ１０の製造方法を用いて形成して準備してもよい。

【0039】

次に、図４Ａに示すように、発光素子６０を載置する。発光素子６０は、接合部材等を介して素子載置領域Ｃ上に接合される。また、パッケージ１０のリード３０と発光素子６０の電極との間をワイヤ４０で接続する。

【0040】

次に、図４Ｂに示すように、凹部Ｓ内に封止部材５０を、ポッティングなどにより形成する。最後に、凹部Ｓと隣接する凹部Ｓの間でパッケージ１０の集合体１０Ａの樹脂成形体２０を切断し、図３に示すような、個片化された発光装置１００を得る。

【産業上の利用可能性】

【0041】

本開示に係るパッケージ、発光装置は、ディスプレイ用光源等として使用することができる。

【符号の説明】

【0042】

１０…パッケージ
１０Ａ…パッケージ集合体
１０Ｂ…パッケージ中間体
２０…樹脂成形体
２１…黒色樹脂部
２２…光反射発泡部
Ｓ…凹部
２１０…上面（底面）
２２０…内側面
３０…リード
Ｓ…凹部
Ｃ…素子載置領域
Ｌ…光照射領域
Ｐ…レーザ光源
１００…発光装置
１０…パッケージ
４０…ワイヤ
５０…封止部材
６０…発光素子

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4A】

【図4B】