CN107887493A - 发光装置、发光装置用封装体和发光装置的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及发光装置、发光装置用封装体和发光装置的制造方法。课题是提高发光装置中使用的含Ag层的反射率。解决方案是一种发光装置,其具有发光元件和光反射材,所述光反射材具备:母材、在前述母材上设置的非晶质层、以及在前述非晶质层上设置的含Ag层,所述光反射材反射由发光元件射出的光,所述母材是进行了结晶化的金属,所述非晶质层是非晶质的金属。
Description
技术领域
本申请涉及具备光反射材的发光装置和制造方法,所述光反射材具有含Ag层。
背景技术
在使用了半导体发光元件(以下也简称为“发光元件”)的发光装置中,采用了多种在表面设置有对源自发光元件的光具有高反射率的银(Ag)的封装体(例如专利文献1、2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特许4367457号
专利文献2:日本特开2013-236005号公报
发明内容
发明要解决的问题
Ag具有高光反射率,是适合作为发光装置的光反射部件的材料,但较为昂贵。但是,为了削减该Ag量、降低成本而减薄Ag层(例如1μm以下)时,如图8的比较例所示那样,存在光反射率降低的问题。
用于解决问题的方法
因而,本发明的一个实施方式是一种发光装置,其具有发光元件和光反射材,所述光反射材是包含母材、在前述母材上设置的非晶质层、以及在前述非晶质层上设置的含Ag层而成的,其反射由前述发光元件射出的光,所述母材是进行了结晶化的金属,所述非晶质层是非晶质的金属。
此外,本发明的一个实施方式是一种发光装置的制造方法,其具备:准备光反射材的工序;准备具备光反射材的封装体的工序;以及对封装体安装发光元件的工序,准备光反射材的工序包括:准备母材,通过镀敷对母材形成作为非晶质金属的非晶质层,在非晶质层上通过镀敷来形成含Ag层。
发明效果
根据这样的构成,能够提供光取出效率良好的发光装置。
附图说明
图1是用于说明实施方式1的发光装置中的光反射材的构成的示意放大截面图。
图2A是用于说明实施方式3的发光装置的示意俯视图。
图2B是用于说明实施方式3的发光装置的示意截面图。
图3A是用于说明实施方式4的发光装置的示意立体图。
图3B是用于说明实施方式4的发光装置的示意截面图。
图4A是用于说明实施方式4的发光装置的制造方法的示意截面图。
图4B是用于说明实施方式4的发光装置的制造方法的示意截面图。
图4C是用于说明实施方式4的发光装置的制造方法的示意截面图。
图4D是用于说明实施方式4的发光装置的制造方法的示意截面图。
图5是示出本发明的一个实施方式涉及的实施例的发光装置与比较例的发光装置的结构的测定结果的表。
图6是表示本发明的一个实施方式涉及的实施例的光反射材的截面的基于FIB-SEM的截面观察照片。
图7是表示本发明的一个实施方式涉及的实施例的比较例的发光装置的光反射材的截面的基于FIB-SEM的截面观察照片。
图8是示出设定为本发明的一个实施方式涉及的实施例的发光装置和比较例的发光装置的结构的测定结果的表。
附图标记说明
100、200…发光装置
1…光反射材
1a、101a、201b…母材
1b、101b、201b…非晶质层
101c、201c…基底层
1c1…第一基底层
1c2…第二基底层
1d、101d、201d…含Ag层
2…发光元件
3…基体(树脂成形体)
31…侧壁部
32…底面部
4…接合部件
5…密封部件
6…导线
具体实施方式
以下边参照附图边说明本具体实施方式。其中,以下示出的方式例示出用于使本发明的技术思想更具体化的发光装置和发光装置的制造方法,但本发明不限定于下述内容。此外,实施方式中记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等在没有特别记载的情况下,并不代表本发明的范围仅限定于此,只不过是单纯的例示。需要说明的是,各附图示出的部件的大小、位置关系等为了清楚说明有时有所夸张。
实施方式1
实施方式1的发光装置具备(a)发光元件和(b)光反射材1,所述(b)光反射材1是包含母材、在前述母材上设置的非晶质层、以及在前述非晶质层上设置的含Ag层而成的,其反射由前述发光元件射出的光,所述母材是进行了结晶化的金属,所述非晶质层是非晶质的金属。
光反射材1是能够反射由发光元件2射出的光的部件,利用其反射功能以何种形态用于发光装置均可。例如,可以设置于发光元件2的下方并以反射从发光元件向下方射出的光的方式来构成,也可以以包围发光元件的方式进行设置并用作反射器。更具体而言,例如后述实施方式3所示那样,可以将光反射材1以板状的形式用作引线框。此外,作为在绝缘性基体上形成的配线,也可以使用光反射材1。此外,光反射材1在具备作为载置发光元件的载置部件的功能、作为与发光元件电连接的导电部件的功能的基础上,还可以兼具作为进行放热的放热部件的功能。像这样,光反射材1考虑到除了反射功能之外的功能,可以以能够得到高放热性、高导电性、良好的引线接合性的形式进行各种变形,并应用于发光装置。
以下,针对实施方式1的光反射材1进行详细说明。
本实施方式的光反射材1例如图1的截面图所示那样,具有:作为Cu合金的母材1a、在母材1a上设置的作为NiP的非晶质层1b、在非晶质层1b上设置的作为Pd层的第一基底层1c1、作为Au层的第二基底层1c2、以及在基底层上设置的含Ag层1d。该含Ag层1d的厚度例如为约0.05μm~约1.0μm。
具有上述那样的构成的本实施方式的发光装置的光反射材1即使使含Ag层1d的厚度薄于以往,也能够实现高光反射率。因此,可以制成光取出效率高的发光装置。其理由如下所示。在母材、基底层上通过镀敷而设置的含Ag层等金属层通常受到母材、基底层上的镀敷晶体结构的影响。换言之,母材、基底层具有晶体结构时,其上设置的金属层受到该晶体结构的影响,进行所谓的外延生长。本发明人发现:继承自该母材等的晶体结构对含Ag层、尤其是厚度为1μm以下的含Ag层的光反射率造成不良影响,从而完成了本实施方式的发明。本实施方式的光反射材1在母材1a与含Ag层1d之间具有能够降低该母材等的晶体结构的影响的非晶质层1b。通过设置非晶质层1b,能够降低或排除母材1a的晶体结构对通过镀敷而设置在母材1a上的含Ag层1d造成的影响,因此能够形成致密且缺陷少、具有微细的Ag原本的晶体结构、且光反射率高的含Ag层1d。由此,即使减薄含Ag层1d的厚度也能够得到光反射率高的光反射材1,能够制成光取出效率高的发光装置。
<光反射材1>
光反射材1是反射源自发光元件的光的部件,其具有含Ag层1d作为表面的层,以反射由发光元件或后述波长转换部件发出的光的方式设置于发光装置。
本实施方式的光反射材1中,如图1所示那样,非晶质层1b、第一基底层1c1、第二基底层1c2和含Ag层1d依次设置在光反射材1的母材1a上。例如,以母材1a为中心,在上面、底面和侧面分别依次设置有非晶质层1b、第一基底层1c1、第二基底层1c2和含Ag层1d。
<含Ag层1d>
含Ag层1d作为光反射材1的最外表面层来设置。含Ag层1d的厚度优选为约0.05μm~约1.0μm。如果含Ag层1d的厚度薄于0.05μm,则光反射率降低。此外,如果厚于1.0μm,则材料成本增加。此外,从材料成本和引线接合性等组装可靠性的观点以及防止硫化的观点出发,含Ag层1d的厚度优选设为约0.1μm~约0.5μm。为了提高光反射率、抑制材料成本,含Ag层1d的厚度优选设为约0.2μm~约0.5μm。为了防止自基底层1c1、1c2发生扩散,含Ag层1d的厚度优选设为0.5μm~1.0μm。
关于光反射材1的表面相对于可见光区域的波长的光的反射率,优选为70%以上、特别优选为80%以上的反射率。由此,能够提高光取出效率。此外,优选为高光泽,光泽度为0.5以上、更优选为1.0以上、进一步优选为1.6以上。此处示出的光泽度是使用日本电色工业公司制造的微小面色差计VSR 300A进行45°照射并垂直受光而得到的数字。
作为含Ag层1d的材料,可以使用Ag单体、Ag与Au、Pt、Rh、Pd、Os、Ru、Sn、In、Zn、Te等的Ag合金等。为Ag合金时,银的比例优选大致为70%~99%。
含Ag层1d不需要设置于光反射材1的整个表面。换言之,只要光反射材1的至少一部分表面为含Ag层1d即可。例如,可以不露出在后述图2A、图2B所示封装体13的凹部13r的底面,即,光反射材1之中的埋设至树脂成形体3的侧壁部内部的埋设部、露出至树脂成形体3外部的外部端子部、露出至发光装置的底面侧的安装部在其表面可以不设置含Ag层1d。像这样,为了对光反射材1的一部分设置含Ag层1d,可以通过在成膜时利用抗蚀剂、保护胶带等以掩膜来保护未形成含Ag层1d的部分等来进行。
含Ag层1d可以如本实施方式那样地设置在光反射材1的上面以及与该上面相对的底面这两者,也可以仅设置于某一面而不设置于另一面。此外,可以在一个面中仅设置于一部分。此外,含Ag层1d在整个设置区域中可以为同等的厚度,厚度也可以不同。通过使厚度不同,能够更有效地降低成本。例如,含Ag层1d可以设置于光反射材1的上面和底面,且一个面的厚度厚于另一个面。从提高光取出效率的观点出发,优选在搭载发光元件2的上面、发光元件2的附近部分设置较厚的含Ag层1d。由此,能够减少Ag等材料的量、降低成本。
<母材1a>
光反射材1具备在其上层叠含Ag层1d等的母材1a。
本实施方式中,母材1a是与光反射材1的形状大致相等的主体部。
作为母材1a的材料,可适合地使用Cu、Fe、它们的合金或者复合材(例如Cu/FeNi/Cu的层叠)等。Cu、Cu合金的放热性优异,因此可优选地使用。尤其是,板状的Cu和Cu合金在机械特性、电特性、加工性等方面也优异,故而优选。复合材能够将线膨胀系数抑制得较低,因此,发光装置100的可靠性提高,故而优选。
构成母材1a的金属是进行了结晶化的金属。金属、合金通常进行了结晶化,但此处,为了与非晶质进行区分而称为进行了结晶化的金属。即,进行了结晶化的金属是指除了非晶质之外的金属,也包括晶粒的聚集体。作为这样的金属的母材1a有时因热处理等、例如通过压延进行成形时的加热而在晶体结构中具有缺陷。通过镀敷在具备这样的具有缺陷的晶体结构的母材上形成含Ag层1d时,含Ag层1d继承包含该缺陷的晶体结构而生长,因此,含Ag层1d的结晶也产生缺陷,光反射率变低。但是,通过如上所述地在母材1a与含Ag层1d之间设置非晶质层1b,能够解决这样的问题。
关于母材1a的厚度、形状等,可根据发光装置100的形状等进行各种选择。例如可以为板状、块状、膜状等形状。进而,可以是通过印刷等而设置于陶瓷等的配线图案,也可以是对已形成的配线图案镀敷Cu、Cu合金而得到的产物。
<非晶质层1b>
本实施方式的光反射材1在进行了结晶化的金属的母材1a(结晶质的母材1a)与含Ag层1d之间具有非晶质层1b。
非晶质层1b的厚度例如优选为约0.05μm~约10μm、更优选为约0.05μm~约5μm。通过将厚度设为约0.05μm以上,能够有效地降低自母材1a向含Ag层1d的扩散。通过设为约10μm以下、优选设为约5μm以下的厚度,能够降低原材料、制造成本。
作为非晶质层1b的材料,可以使用例如NiP、NiS、NiB、NiWP合金。其中,优选使用可容易制造的NiP合金。通过将NiP合金中的P量设为11wt%以上,能够制成非晶质的NiP合金。非晶质层1b中的P的比例例如优选设为约11wt%~约25wt%左右,更优选设为约12wt%~约15wt%左右。这是因为:如果P的量增加,则存在层变脆的倾向,光反射材1难以加工。
<基底层1c>
在含Ag层1d与非晶质层1b之间,出于各种目的,可以根据需要具备其它材料的基底层1c。本实施方式中,设置有第一基底层1c1和第二基底层1c2。
作为设置在含Ag层1d紧邻下方的基底层1c(第二基底层1c2),优选使用与Ag的密合性高、与Ag相比不易与硫成分反应的金属。具体而言,优选为Au、Au合金,特别优选为Au。
作为设置在非晶质层1b紧邻上方的基底层1c(第一基底层1c1),优选为例如Pd、Pd合金等。
将包含Cu的材料制成母材1a时,优选在母材1a上设置作为NiP合金的非晶质层1b,并在其上依次层叠Pd的第一基底层1c1、Au的第二基底层1c2层。通过制成这样的构成,能够抑制母材1a的Cu向含Ag层1d中扩散,并且能够提高含Ag层1d的密合性、引线接合性。
基底层1c可以制成兼具防止硫化和防止扩散这两种作用的层。由此能够降低成本。例如,Au不易与硫成分反应,防止扩散的效果也高,因此可优选使用。
上述非晶质层1b、含Ag层1d和基底层1c等层通过镀敷来形成。光反射材1具有母材1a时,在进行镀敷之前,优选进行母材1a的前处理。作为前处理,可列举出稀硫酸、稀硝酸、稀盐酸等酸处理;氢氧化钠等碱处理,可以将它们进行1次或数次,可以组合进行相同处理或不同处理。进行数次前处理时,优选在各处理后使用纯水进行流水清洗。母材1a是由Cu、含Cu合金形成的金属板时,优选为稀硫酸,母材1a是由Fe、含Fe合金形成的金属板时,优选为稀盐酸。
非晶质层1b的材料为NiP合金时,非晶质层1b可以使用NiP镀液来形成。
作为镀敷方法,可以使用电解镀敷或非电解镀敷。其中,电解镀敷由于层的形成速度快、能够提高量产性,故而优选。
通过电解镀敷来形成含Ag层1d时,通过将Se系光泽剂、Sb系光泽剂、S系光泽剂、有机系光泽剂等光泽剂组合使用,能够提高光泽度。如果大量使用光泽剂,则有时这些光泽剂的成分进入至含Ag层1d内,成为导致耐蚀性恶化的主要原因,但本实施方式中,通过在镀敷形成含Ag层1d之前形成基底层1c,控制其膜质,即使减少光泽剂的使用也能够将光泽度制成高范围。由此,能够得到具有高光泽度且耐蚀性也优异的光反射材1。
此外,为了提高光反射材1的光反射率,母材1a的平坦度优选较高。具体而言,例如,优选将表面粗糙度Ra设为0.5μm以下。由此,能够提高设置在母材1a上的基底层1c和含Ag层1d的平坦度,即使将反射光的含Ag层1d的厚度设为0.1μm~0.5μm的较薄厚度,也能够良好地提高光反射材1的光反射率。母材1a的平坦度可通过进行压延处理、物理研磨、化学研磨等处理来提高。
光反射材1的形状例如后述图3A和3B所示那样,优选为大致平板状且不具有弯曲部。非晶质层1b大多比通常的金属层更脆,因此,如果使具备非晶质层1b的光反射材1弯曲,含Ag层1d有可能破坏或者含Ag层1d产生裂纹。由此,有可能光反射材1的母材发生氧化或硫化等,发光装置100的可靠性降低。但是,通过将光反射材1制成大致平板状、制成不具有弯曲部的形状并用于发光装置100,能够降低发光装置100的可靠性降低的风险。
实施方式2
实施方式1中,针对包含光反射材1的发光装置进行了说明,但实施方式2是发光装置用封装体。
实施方式2的发光装置用封装体包含(a)光反射材1和(b)支承光反射材1的基体,所述(a)光反射材1具备母材、在母材上设置的非晶质层、以及在前述非晶质层上设置的含Ag层,所述(a)光反射材1反射由前述发光元件射出的光,所述母材是进行了结晶化的金属,所述非晶质层是非晶质的金属,所述发光装置用封装体可列举出下述那样的具体例。
例如,实施方式2的发光装置用封装体的具体例1包含:基体;以及,以包围在基体上载置发光元件的区域的方式设置的光反射材1。该具体例1的发光装置用封装体中,光反射材1为反射器。
此外,实施方式2的发光装置用封装体的具体例2包含:后述实施方式3所示那样的作为基体的树脂成形体;以及,埋设于该树脂成形体的、包含板状的光反射材1的一对引线框。该具体例2的发光装置用封装体中,也可以使用包含陶瓷、玻璃等无机材料的成形体代替树脂成形体来构成。
实施方式2的发光装置用封装体的具体例3包含:后述实施方式4所示那样的位于同一平面上的2个板状的光反射材1;以将该2个板状的光反射材1分开的状态对其进行支承的基体、即树脂分离部;以及,以内侧露出2个板状的光反射材1的表面和树脂分离部的方式设置的树脂框。
如上所述,能够构成包含光反射材1和支承光反射材1的基体的各种发光装置用封装体。
上述实施方式2的发光装置用封装体通过安装发光元件能够制造实施方式1的发光装置。
例如,发光装置的制造方法具备:
准备光反射材1的工序;
准备具备光反射材1的封装体的工序;以及
对封装体安装发光元件的工序,
准备光反射材1的工序包括:准备母材,通过镀敷对母材形成作为非晶质金属的非晶质层,并通过镀敷在非晶质层上形成含Ag层。
实施方式3
图2A和2B示出实施方式3涉及的发光装置100的结构。
本实施方式的发光装置100具备:俯视为矩形的发光元件2、表面具备含Ag层的一对板状的光反射材1、以及埋入一部分光反射材1的树脂成形体3。实施方式3的发光装置100中,将与实施方式1同样构成的光反射材1用作引线框,构成包含光反射材1和树脂成形体3的封装体13。本实施方式的树脂成形体3俯视为横长形状,以其侧面形成横长形状的凹部(封装体13的凹部13r)的形式来成形。封装体13的凹部13r的底面分别露出有作为引线框的一对光反射材1。
此处,尤其是实施方式的发光装置100中,如图2A所示那样,封装体13的凹部13r的底面中,除了将构成正负引线框的一对光反射材1进行分离的区域(位于一对光反射材1之间的树脂成形体3的表面)之外,均由光反射材1的表面构成,能够提高凹部13r的底面的光反射率。此外,从树脂成形体3的外面分别引出一对光反射材1的一部分,并沿着树脂成形体3的下面被折弯。由该沿着树脂成形体3的下面被折弯的光反射材1的一部分构成外部端子部。
本实施方式的发光装置100中,露出至封装体13的凹部13r底面的一对光反射材1中的一个光反射材1上载置发光元件2,发光元件2的正负电极分别借助导线6将光反射材1中的一个光反射材1与另一个光反射材1进行连接。并且,以覆盖发光元件2和导线6的方式在封装体13的凹部13r内设置有密封部件5。密封部件5是包含荧光体的透光性树脂,所述荧光体被发光元件2的光激发而发出与发光元件2不同波长的光。
如上构成的实施方式3的发光装置100中,通过一对光反射材1来构成正负引线框,提高了封装体13的凹部13r的底面的光反射率,因此能够提高光取出效率。
此外,根据实施方式3的发光装置,能够减薄光反射材1中的含Ag层1d,因此能够提供低成本的发光装置。
以下,针对实施方式3的发光装置100的构成部件进行说明。
<发光元件2>
发光元件2设置在由发光元件2射出的光被反射至光反射材1的位置。本实施方式3中,设置在底面露出光反射材1的封装体13的凹部13r内。
发光元件2可以选择任意波长的半导体发光元件。例如,作为发蓝光、发绿光的发光元件2,可以使用InGaN、GaN、A1GaN等氮化物系半导体、使用了GaP的元件。此外,作为红色发光元件,可以使用GaAlAs、AlInGaP等。此外,也可以使用包含除此之外的材料的发光元件2。使用的发光元件2的组成、发光颜色、大小、个数等可根据目的来适当选择。
发光装置100具备波长转换部件时,可适合地列举出可发出能够高效地激发该波长转换部件的短波长光的氮化物半导体。可以根据半导体层的材料、其混晶比来选择各种发光波长。此外,可以制成不仅输出可见光区域的光、还输出紫外线或红外线的发光元件2。
发光元件2优选安装在光反射材1上。由此,能够提高发光装置100的光取出效率。
发光元件2具有与导电部件电连接的正负电极。如实施方式3的发光装置那样,这些正负电极可以设置于一面侧,也可以设置于发光元件2的上下两面。与作为引线框的光反射材1的连接如图2A和图2B所示那样可以借助导线6来进行,此时,例如借助实施方式4中后述的接合部件4而接合在一个光反射材1上。此外,与光反射材1的连接也可以通过倒装片安装来进行。
如实施方式3的发光装置那样,在光反射材1的含Ag层1d上安装有发光元件2时,能够提高光取出效率。
为了对发光元件2供电,除了使用导线6之外,也可以将上述接合部件4制成导电性并使其与发光元件2的电极接合。此外,也可以使用多个发光元件2来构成发光装置,此时,还可以以例如借助导线6将多个发光元件2之间相连的方式进行连接。此外,也可以对各个发光元件2整体连接引线。
<树脂成形体>
本实施方式3的发光装置100中,作为用于支承和保持光反射材1的基体而具备树脂成形体3。实施方式3的发光装置100中,包含光反射材1和树脂成形体3来构成封装体。树脂成形体3是一体地保持一对光反射材1的树脂作为主成分的部件。树脂成形体3的俯视形状除了可以设为图2A和图2B所示那样的横长形状的外形之外,还可以设为四边形、多边形、进而将它们组合而成的形状。如实施方式3那样,发光装置100的封装体13具有凹部13r时,由凹部13r周围的树脂成形体3构成的侧壁部可以以其内侧面相对于图2B所示那样的底面发生倾斜的角度进行设置,也可以以大致垂直于凹部底面的角度进行设置。凹部的侧壁部的内侧面可以为具有高低差的高低差面。此外,关于其高度、开口部的形状等,也可以根据目的、用途来适当选择。凹部的内部优选设置有光反射材1,如本实施方式3那样,除了底面部之外,还可以在侧壁部具备光反射材。
作为树脂成形体3的基材,可以使用热固化性树脂、热塑性树脂,特别优选使用热固化性树脂。作为热固化性树脂,优选为气体透过性比密封部件5中使用的树脂低的树脂,具体而言,可列举出环氧树脂组合物、有机硅树脂组合物、有机硅改性环氧树脂等改性环氧树脂组合物;环氧改性有机硅树脂等改性有机硅树脂组合物;聚酰亚胺树脂组合物、改性聚酰亚胺树脂组合物、氨基甲酸酯树脂、改性氨基甲酸酯树脂组合物等。优选通过向这样的树脂成形体3的基材中混入作为填充材料(填料)的TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、MgCO3、CaCO3、Mg(OH)2、Ca(OH)2等微粒等来调整光的透射率,使得源自发光元件的光的约60%以上被反射,更优选反射约90%。
需要说明的是,作为支承和保持光反射材1的基体,不限定于实施方式3的树脂成形体3,可以由陶瓷、玻璃、金属等无机物形成。由此,能够制成劣化等少、可靠性高的发光装置。
<接合部件4>
接合部件4是将发光元件2固定在一个光反射材1上的部件。作为优选的材料,作为导电性的接合部件4,可以使用银、金、钯等导电性糊剂;Au-Sn、Sn-Ag-Cu等共晶焊料材料;低熔点金属等钎料;使用了Cu、Ag、Au颗粒、覆膜的同种材料间的接合等。作为绝缘性的接合部件4,可以使用环氧树脂组合物、有机硅树脂组合物、聚酰亚胺树脂组合物或其改性树脂、混合树脂等。使用这些树脂时,考虑到由源自发光元件2的光、热导致的劣化,可以在发光元件2的安装面设置Al膜、Ag膜等反射率高的金属层、电介质反射膜。
<密封部件5>
本实施方式的发光装置100可以具备密封部件5。通过以覆盖发光元件2、光反射材1、导线6、保护膜等部件的方式设置密封部件5,能够保护被覆盖的部件不受灰尘、水分、乃至外力等的影响,能够提高发光装置100的可靠性。尤其是,通过在形成保护膜后将密封部件5设置在保护膜上,能够保护保护膜,可靠性提高,故而优选。
密封部件5优选具有可透射源自发光元件2的光的透光性,且具有不易因这些光而劣化的耐光性。作为具体的材料,可列举出有机硅树脂组合物、改性有机硅树脂组合物、改性环氧树脂组合物、氟树脂组合物等具有可透射源自发光元件的光的透光性的绝缘树脂组合物。尤其是,也可以使用包含至少1种的具有二甲基有机硅、苯基含量少的苯基有机硅、氟系有机硅树脂等硅氧烷骨架作为基础的树脂的混合树脂等。
关于密封部件5的形成方法,在密封部件5为树脂的情况下,可以使用浇灌(滴加)法、压缩成型法、印刷法、传递模塑法、喷射分散法、喷雾涂布等。在具有图2A和2B那样的凹部的封装体13的情况下,优选为浇灌法,使用平板状的基板来代替封装体13时,优选为压缩成型法、传递模塑法。
密封部件5如图2B所示那样,可以以填充树脂成形体3的凹部内的形式来设置。
关于密封部件5的外表面的形状,可根据对发光装置100要求的配光特性等进行各种选择。例如,通过将上面制成凸透镜形状、凹透镜形状、菲涅尔透镜形状、粗糙面等,能够调整发光装置的指向特性、光取出效率。
密封部件5也可以含有着色剂、光扩散剂、光反射材、各种填料、波长转换部件等。
波长转换部件是使发光元件2的光发生波长转换的材料。发光元件2发出的光是蓝色光时,作为波长转换部件,适合使用铝氧化物系荧光体的一种、即钇·铝·石榴石(garnet)系荧光体(以下称为“YAG:Ce”)。YAG:Ce荧光体吸收一部分源自发光元件的蓝色系的光,并发出成为其互补色的黄色系的光,因此能够较简单地形成发出白色系混色光的高输出的发光装置100。
导线6
导线6将发光元件2与光反射材1等的导电部件进行连接。导线6的材料适合使用Au、Al、Cu等以及它们的合金。此外,可以使用在芯的表面利用与芯不同的材料设置了覆盖层而得到的导线,例如在Cu芯的表面设置Pd、PdAu合金等作为覆盖层而得到的导线。其中,优选为选自可靠性高的Au、Ag、Ag合金中的任一种。此外,特别优选为光反射率高的Ag或Ag合金。此时,尤其是,导线6优选被保护膜覆盖。由此,能够防止包含Ag的导线发生硫化、断线,能够提高发光装置100的可靠性。
此外,母材1a为Cu且导线6为Ag或Ag合金时,通过在其间具备非晶质层1b,能够抑制Cu与Ag之间形成局部电池。由此,能够降低光反射材1或导线6发生劣化的风险,制成可靠性高的发光装置100。
保护膜
发光装置100可以进一步具备保护膜。保护膜是至少覆盖在光反射材1的表面设置的含Ag层1d且主要抑制光反射材1的表面的含Ag层1d的变色或腐蚀的部件。进而,可以任意地覆盖发光元件2、接合部件4、导线6、基体(树脂成形体3)等除了光反射材1之外的部件的表面、未设置含Ag层1d的光反射材1的表面。
本实施方式中,保护膜优选不仅设置于含Ag层1d或光反射材1的表面,还连续地设置于发光元件2、接合部件4、导线6和树脂成形体3等的表面。
导线6与光反射材连接时,优选也在导线6的表面设置保护膜。导线6为Ag或Ag合金时,优选以覆盖导线6的方式设置保护膜。由此,能够防止包含Ag的导线的硫化、断线,提高发光装置100的可靠性。
本实施方式的保护膜优选通过原子层沉积法(以下也称为ALD(Atomic LayerDeposision))来形成。根据ALD法,能够制成非常均匀的保护膜,并且,所形成的保护膜比通过其它成膜方法得到的保护膜更致密,因此,能够非常有效地防止含Ag层1d的硫化。
作为保护膜的材料,可列举出Al2O3、SiO2、TiO2、ZrO2、ZnO、Nb2O5、MgO、In2O3、Ta2O5、HfO2、SeO、Y2O3、SnO2等氧化物;AlN、TiN、ZrN等氮化物;ZnF2、SrF2等氟化物。它们可以单独使用,也可以混合使用。或者,还可以进行层叠。
需要说明的是,由于接合部件4与光反射材1的热膨胀率差异,在发光元件2的周围,有可能保护膜中形成裂纹、发光元件2附近的含Ag层1d发生硫化。但是,如本实施方式那样,通过将含Ag层1d的厚度极度薄至0.1μm~0.5μm,硫化的进行得以降低,能够抑制光反射材1的光反射率的降低。
发光装置100可以具备上述部件之外的各种部件。例如,作为保护元件,可以搭载齐纳二极管。
实施方式4
实施方式4的发光装置200如图3A和3B所示那样,具备:包含不具有弯曲部的平板状的光反射材1和树脂成形体3的封装体13;以及,露出至封装体13的凹部13r的底面的一对光反射材1中的一个表面上设置的发光元件2。
本实施方式4中,如图3A和图3B所示那样,一对光反射材1分别形成俯视为大致长方形的平板状。本实施方式4中,光反射材1具有作为载置发光元件2的载置部件的作用、作为借助两根导线6与该发光元件电连接的正负导电部件的作用。
这样的发光装置200可如下制造。
下述方法中,由于以集合状态来制作多个发光装置200并分割成各个发光装置200,因此能够廉价地制造发光装置200。在下述说明中,将对应于各个发光装置200的区域称为单位区域201。
首先,准备图4A所示的光反射材1。具体而言,通过将作为母材的Cu金属板进行冲切,从而在各单位区域201中形成用于分离光反射材1的分离槽S、以及用于在相邻的单位区域201之间分割成各个发光装置200的分割用切口(slit)202。由此形成具备分别包含分离槽S的多个单位区域201的引线框母材。此处,在单位区域201之间设置的分割用切口202为了以集合状态来保持多个单位区域201而一部分相连。接着,通过湿式蚀刻而对引线框母材的各分离槽S分别形成高低差。形成段差后,通过镀敷在引线框母材的表面依次形成NiP的非晶质层、Pd和Au的基底层、含Ag层,形成包含光反射材1的引线框。
如图4B所示那样,通过传递模塑法对这样得到的包含光反射材1的引线框形成树脂成形体3。树脂成形体3如图4B所示那样,在各单位区域201中,以一对引线在被分离的状态下露出至各单位区域的凹部底面的方式形成。这样操作,光反射材1在各单位区域中露出至凹部的底面。
接着,如图4C所示那样,在各单位区域的凹部的元件载置区域分别载置发光元件2。具体而言,在各凹部中,在分离并露出的一对引线框(光反射材1)中的一个引线框上借助接合部件载置发光元件2并接合。并且,将发光元件2与引线框用导线连接。其后,在各个凹部内设置密封部件5。
并且,使用切割锯等将图4D所示那样的包含光反射材1的引线框和树脂成形体3切断,分片化为图3A和图3B所示那样的各个发光装置。通过该切断,光反射材1的截面露出至发光装置200的外侧面。在该截面中,露出Cu的母材、NiP的非晶质层、Pd和Au的基底层、以及含Ag层。
如果这样操作,则能够制造具有光反射材1的发光装置200,所述光反射材1不具有弯曲部且为平板状。
实施例
作为实施例,制造结构与图2A和2B所示的发光装置实质上相同的发光装置。
作为实施例1,如图6所示那样,准备通过电解镀敷在Cu的母材101a的表面依次形成了作为非晶质层101b的厚度2μm的NiP合金层、作为基底层101c的厚度0.07μm的Pd层和厚度0.004μm的Au层、且在其上形成了作为含Ag层101d的0.5μm的Ag层的一对引线框、即光反射材101。
作为实施例2,如图6所示那样,准备通过电解镀敷在Cu的母材201a的表面依次形成了作为非晶质层201b的厚度1μm的NiP合金层、作为基底层201c的厚度0.03μm的Pd和厚度0.003μm的Au层、且在其上形成了作为含Ag层201d的3.0μm的Ag层的一对引线框、即光反射材201。
NiP的非晶质层1b参考日本特开平5-78882中记载的电解镀敷浴,使用下述浴组成,以60℃的液温、5A/dm2的电流密度进行镀敷来制作。
硫酸镍=150g/L
氯化镍=40g/L
柠檬酸钠=147g/L
亚磷酸=82g/L
硼酸=30g/L
pH为3.0
作为比较例,利用与实施例相同的结构,制造设置Ni层1z来代替非晶质层1b的发光装置。
作为比较例1,如图7所示那样,准备通过电解镀敷在Cu的母材81a的表面依次形成了作为Ni层81z的厚度2μm的Ni层、作为基底层81c的厚度0.03μm的Pd层和厚度0.005μm的Au层、且在其上形成了作为含Ag层81d的0.5μm的Ag层的一对引线框、即光反射材。
作为比较例2,如图7所示那样,准备通过电解镀敷在Cu的母材91a的表面依次形成了作为Ni层91z的厚度1μm的Ni层、作为基底层91c的厚度0.03μm的Pd和厚度0.005μm的Au层、且在其上形成了作为含Ag层91d的3.0μm的Ag层的一对引线框、即光反射材。
该Ni层使用下述浴组成,以55℃的液温、5A/dm2的电流密度进行镀敷来制作。
氨基磺酸镍=450g/L
氯化镍=10g/L
硼酸=30g/L
pH为4.0
如图7所示那样,基于FIB-SEM进行截面观察的结果可知:比较例的Ni层为结晶性的覆膜,并且可知:母材的结晶状态影响至含Ag层为止。
但是,如图6所示可明确:实施例1和2中,P在NiP合金中均匀分散,是非晶质层。此外,含Ag层101d、201d不受母材101a、201a的结晶状态的影响。
进而,基于X射线衍射装置进行观察的结果,比较例的Ni层观察到在结晶性镀敷覆膜中可观察到的尖锐的衍射峰,与此相对,实施例的NiP合金层示出作为非晶质的证据的宽阔的衍射峰。
接着,如图2A和2B所示那样,形成分别埋设有这样的引线框1的基体、即树脂成形体3。需要说明的是,至发光装置100被进行单片化为止,连接有多个一对引线框1的状态的引线框1在成形有多个树脂成形体3的集合体的状态下经由各工序,但为了方便,利用图2A和2B所示的1个发光装置100(单数)进行说明。
本实施例的树脂成形体3具有凹部,光反射材1露出至凹部的底面。在其光反射材1上,将透光性的树脂作为接合部件4,载置上面具备正负电极的俯视为矩形的发光元件2,并进行接合。其后,形成凹部内含有YAG荧光体的透光性树脂的密封树脂。
关于这样制造的发光装置,进行总光通量的测定,并将其结果示于图5。
如图5所示那样,实施例1、2的发光装置无论含Ag层101d、201d的厚度如何,均显示出高的总光通量。但是,比较例的发光装置中,如比较例1那样,含Ag层91d的厚度薄时,仅能够得到低的总光通量。如比较例2那样地增厚含Ag层的厚度时,能够得到高的总光通量。
图8示出设定为本实施方式的光反射材1中可利用的非晶质层、基底层与含Ag层的组合的光反射材的光泽度和发光装置的总光通量、以及相对于实施例1的相对比率。
任意实施例均可期待含Ag层的反射率提高、发光装置的光取出效率提高。
Claims (15)
1.一种发光装置,其具有发光元件和光反射材,
所述光反射材是包含母材、在所述母材上设置的非晶质层、以及在所述非晶质层上设置的含Ag层而成的,其反射由所述发光元件射出的光,
所述母材是进行了结晶化的金属,所述非晶质层是非晶质的金属。
2.根据权利要求1所述的发光装置,其中,所述非晶质层为NiP合金。
3.根据权利要求1或2所述的发光装置,其中,所述含Ag层的厚度为0.05μm以上且1μm以下。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的发光装置,其中,在所述含Ag层与所述非晶质层之间具有基底层。
5.根据权利要求4所述的发光装置,其中,所述基底层自非晶质层侧起依次层叠有Pd、Au。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的发光装置,其还具有将所述发光元件与所述光反射材进行连接的导线,所述导线的材料为Au、Ag、Ag合金中的任一种。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的发光装置,其中,所述发光元件安装在所述含Ag层上。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的发光装置,其具备以露出所述含Ag层的方式填埋所述光反射材的树脂成形体。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的发光装置,其中,所述光反射材为大致平板状且不具有弯曲部。
10.一种发光装置的制造方法,其具备:
准备光反射材的工序;
准备具备所述光反射材的封装体的工序;以及
对所述封装体安装发光元件的工序,
所述准备光反射材的工序包括:准备母材,通过镀敷对所述母材形成作为非晶质金属的非晶质层,并通过镀敷在所述非晶质层上形成含Ag层。
11.根据权利要求10所述的发光装置的制造方法,其中,以0.05μm以上且1μm以下的厚度形成所述含Ag层。
12.根据权利要求10或11所述的发光装置的制造方法,其中,所述非晶质层为NiP,使用NiP镀液来形成。
13.根据权利要求10~12中任一项所述的发光装置的制造方法,其中,所述非晶质层通过电解镀敷来形成。
14.根据权利要求10~13中任一项所述的发光装置的制造方法,其中,所述母材通过压延来形成。
15.一种发光装置用封装体,其具有光反射材和支承所述光反射材的基体,
所述光反射材具备母材、在所述母材上设置的非晶质层、以及在所述非晶质层上设置的含Ag层,所述光反射材反射由所述发光元件射出的光,
所述母材是进行了结晶化的金属,所述非晶质层是非晶质的金属。
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