JP2009272616A - 表面実装型発光装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】トランスファ・モールド成形により熱硬化性樹脂組成物を硬化することにより得られる樹脂成形体を有し、当該樹脂成形体と透光性封止樹脂との間で剥離が生じ難い表面実装型発光装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】表面実装型発光装置１は、底面２０ａ及び壁面２０ｂから構成される凹部２０ｃを有する支持部材２０と、凹部２０ｃ内に設けられた光半導体素子（発光素子）１０と、凹部２０ｃを充填して光半導体素子１０を封止する封止樹脂部１１と、を備え、支持部材２０が、光半導体素子１０に電気的に接続された第１のリード部１４ａ及び第２のリード部１４ｂと、凹部２０ｃの壁面２０ｂの少なくとも一部を形成し、型に熱硬化性樹脂組成物を流し込み加熱硬化させるトランスファ・モールド成形によって成形され、脱型後に再度加熱硬化されていない成形体からなる樹脂成形体１３と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、表面実装型発光装置及びその製造方法に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザーダイオード（ＬＤ）等の発光素子を用いた表面実装型発光装置は、小型で電力効率がよく鮮やかな色の発光をする。表面実装型発光装置に用いられる発光素子は半導体素子からなることから、電球の場合に発生する球切れ等の破損が無い。さらに、この発光素子は、初期駆動特性に優れていると共に振動やオン・オフ点灯の繰り返しに強く耐久性にも優れている。このため、発光素子を用いた表面実装型発光装置は、照明器具、ディスプレイ、携帯電話のバックライト、動画照明補助光源、その他一般的な民生品の光源等に用いられている。

従来の表面実装型発光装置を図４に示す。従来の表面実装型発光装置３は、発光素子３１と、発光素子３１を搭載する搭載用リードフレーム３２と、発光素子３１にワイヤ３６を介して接続される結線用リードフレーム３３と、各リードフレームを覆う遮光性の成形体３４と、を備えている。さらに発光素子３１の上部は、蛍光体３７を含む透光性封止樹脂３５により覆われている。

上記の表面実装型発光装置３を構成する成形体３４では、量産性や耐熱性を考慮して、半芳香族ポリアミド、液晶ポリマー、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等のエンジニアリングポリマーや、ナイロン（登録商標）等の熱可塑性樹脂が用いられ、射出成形により生産されていた。しかしながら、上記の熱可塑性エンジニアリングポリマーは、分子内に芳香族成分を有することから耐光性が低いという問題がある。また、上記の成形体３４に含まれる熱可塑性エンジニアリングポリマーは分子の末端に水酸基等の接着性を向上させる官能基を備えないことから、上述の各リードフレームや透光性封止樹脂３５との間で剥離が生じやすいという問題もあった。さらに、近年の用途の広がりから、表面実装型発光装置の発光素子の高出力化が図られている。熱可塑性エンジニアリングポリマーの低耐光性に由来する劣化が顕著となるという問題があった。そのため、近年では、熱可塑性エンジニアリングポリマーに代えて、耐光性が高い熱硬化性の樹脂材料を成形体３４に用いた表面実装型発光装置が検討されている（特許文献１〜３参照）。

上記の表面実装型発光装置において熱硬化性の樹脂材料を用いた成形体３４の製造方法の一つとして、トランスファ・モールド成形が用いられる。トランスファ・モールド成形では、一般的に、トランスファ・モールド成形の仮硬化工程と本硬化工程という２段階の硬化工程によって熱硬化性樹脂組成物の硬化が行われる。例えば、特許文献２及び３では、トランスファ・モールド成形の仮硬化工程として金型内で約１５０℃約３分間の加熱を行うことにより熱硬化性樹脂組成物の半硬化物を形成した後、約１５０℃で約３時間の加熱による本硬化工程を経ることによって成形体を得ることが示されている。

特開平１１−８７７８０号公報 特開２００６−１５６７０４号公報 特開２００７−３２９２１９号公報

しかしながら、上記の製造方法により得られる成形体を用いて表面実装型発光装置を作成する場合、発光素子を覆う透光性封止樹脂と成形体との間の接着性が低いという問題があった。

本発明は上記を鑑みてなされたものであり、トランスファ・モールド成形により熱硬化性樹脂組成物を硬化することにより得られる樹脂成形体を有し、当該樹脂成形体と透光性封止樹脂との間で剥離が生じ難い表面実装型発光装置及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る表面実装型発光装置は、底面及び壁面から構成される凹部を有する支持部材と、凹部内に設けられた発光素子と、凹部を充填して発光素子を封止する封止樹脂部と、を備え、支持部材が、発光素子に電気的に接続された第１のリード部及び第２のリード部と、凹部の壁面の少なくとも一部を形成する樹脂成形体と、を有し、樹脂成形体が、型に熱硬化性樹脂組成物を流し込み加熱硬化させるトランスファ・モールド成形によって成形され、脱型後に再度加熱硬化されていない成形体であり、封止樹脂が、熱硬化性樹脂組成物の加熱硬化によって成形された成形体であることを特徴とする。

また、本発明に係る表面実装型発光装置は、第１のリード部及び第２のリード部が内部に配置される型に、熱硬化性樹脂組成物を流し込み加熱硬化させた後、脱型するトランスファ・モールド成形により、底面及び壁面から構成される凹部を備え、この樹脂成形体が凹部の壁面の少なくとも一部を形成する支持部材を作成する支持部材作成工程と、支持部材の凹部内に発光素子を設け、発光素子と第１のリード部及び第２のリード部とをそれぞれ電気的に接続する発光素子接続工程と、熱硬化性樹脂組成物を凹部に充填して加熱硬化することにより、発光素子を封止する封止工程と、を有し、脱型後に樹脂成形体を再度加熱硬化しない製造方法により製造される態様とすることもできる。

また、本発明に係る表面実装型発光装置の製造方法は、第１のリード部及び第２のリード部が内部に配置される型に、熱硬化性樹脂組成物を流し込み加熱硬化させた後、脱型するトランスファ・モールド成形により、底面及び壁面から構成される凹部を備え、この樹脂成形体が凹部の壁面の少なくとも一部を形成する支持部材を作成する支持部材作成工程と、支持部材の凹部内に発光素子を設け、発光素子と第１のリード部及び第２のリード部とをそれぞれ電気的に接続する発光素子接続工程と、熱硬化性樹脂組成物を凹部に充填して加熱硬化することにより、発光素子を封止する封止工程と、を有し、脱型後に樹脂成形体を再度加熱硬化しないことを特徴とする。

上記の表面実装型発光装置及びその製造方法のように、型に熱硬化性樹脂組成物を流し込み加熱硬化させるトランスファ・モールド成形によって成形された樹脂成形体に対して、脱型後に再度加熱硬化が行われないことによって、脱型後の加熱による影響等に由来する損傷を低減させることができる。したがって、表面実装型発光装置の樹脂成形体と封止樹脂との間で生じやすい剥離の発生を抑制することができる。

ここで、第１のリード部及び第２のリード部は、その一部が外部に露出されることが好ましい。これにより、第１のリード部及び第２のリード部が外部電極と好適に電気接続されるため、表面実装型発光装置としての機能をより効果的に達成することができる。

また、熱硬化性樹脂組成物が、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂及びポリエステル樹脂からなる群から選択される少なくとも１種を含有することが好ましい。

また、熱硬化性樹脂組成物が、フィラー、拡散剤、顔料、蛍光物質、反射性物質及び遮光性物質からなる群から選択される少なくとも１種を含有することが好ましい。

さらに、封止樹脂部が、フィラー、拡散剤、顔料、蛍光物質及び反射性物質からなる群から選択される少なくとも１種を含有することが好ましい。

本発明によれば、トランスファ・モールド成形により熱硬化性樹脂組成物を硬化することにより得られる樹脂成形体を有し、当該樹脂成形体と透光性封止樹脂との間で剥離が生じ難い表面実装型発光装置及びその製造方法が提供される。

本発明の好適な実施形態に係る表面実装型発光装置を示す断面図である。 本発明の好適な実施形態に係る表面実装型発光装置を示す斜視図である。 本発明の好適な実施形態に係る表面実装型発光装置の変形例を示す断面図である。 従来の表面実装型発光装置を示す断面図である。

以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

＜表面実装型発光装置＞
図１は、本発明の好適な実施形態に係る表面実装型発光装置１を示す断面図である。また、図２は、表面実装型発光装置１を示す斜視図である。

図１及び図２に示すように、表面実装型発光装置１は、樹脂成形体１３、第１のリード部１４ａ、及び第２のリード部１４ｂからなり、底面２０ａ及び壁面２０ｂを有する凹部２０ｃを備える支持部材２０と、支持部材２０の凹部２０ｃに設けられた発光素子である光半導体素子１０と、凹部２０ｃを充填して光半導体素子１０を封止する封止樹脂部１１と、を含んで構成される。また、凹部２０ｃの底面２０ａを形成する第１のリード部１４ａ及び第２のリード部１４ｂの上面には、Ｎｉ／Ａｇめっき１５が施されている。

なお、本実施形態では、表面実装型発光装置１のうち光半導体素子１０が載置されている側を主面側といい、その反対側を裏面側という。

光半導体素子１０は、上面と下面と正負一対の電極を有したものや上面に正負一対又は正負複数対の電極を有したものがある。光半導体素子１０は、基板上にＧａＡｌＮ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＳｉＣ、ＧａＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ等の半導体を発光層として形成させたものが用いられる。半導体の構造としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合やＰＮ接合を有したホモ構造、ヘテロ構造、あるいはダブルヘテロ構造等種々の構造が挙げられる。また、発光層は、単一量子井戸構造や多重量子井戸構造としてもよい。この光半導体素子１０は、１ｍｍ、６００μｍ、又は３２０μｍ角のサイズのものが好適に用いられる。

なお、半導体層に用いられる材料やその混晶度は、表面実装型発光装置１の用途等に応じて種々選択することができる。また、本実施形態では、光半導体素子１０は凹部２０ｃの底面２０ａに１個配置される構成としているが、適宜複数個配置することもできる。

光半導体素子１０の裏面側の電極は、Ｎｉ／Ａｇめっき１５が施された第１のリード部１４ａの上面と電気的に接続されている。また、光半導体素子１０の主面側の電極は、ワイヤ１２を介してＮｉ／Ａｇめっき１５が施された第２のリード部１４ｂの上面と電気的に接続されている。

ワイヤ１２は、光半導体素子１０の主面側の電極と第２のリード部１４ｂの主面側に施されたＮｉ／Ａｇめっき１５とを電気的に接続するものである。ワイヤ１２は、光半導体素子１０の電極とのオーミック性、機械的接続性、電気伝導性、及び熱伝導性が高いものが好適に用いられる。

支持部材２０は、樹脂成形体１３、第１のリード部１４ａ及び第２のリード部１４ｂを含んで構成される。第１のリード部１４ａ及び第２のリード部１４ｂは、それぞれ金属からなり、外部電極と接続され、光半導体素子１０に対して電流を流すことにより光半導体素子１０を発光させる機能を有する。第１のリード部１４ａ及び第２のリード部１４ｂとはそれぞれ離間し、その間隙部に絶縁部材として樹脂成形体１３が設けられる。支持部材２０の裏面側は、第１のリード部１４ａ、第２のリード部１４ｂ及び第１のリード部１４ａと第２のリード部１４ｂとの間に設けられる樹脂成形体１３により構成される。このように、裏面側の第１のリード部１４ａ及び第２のリード部１４ｂが外部に露出していることにより、支持部材２０の裏面側で外部電極と電気接続することができる。

樹脂成形体１３は上記のように第１のリード部１４ａと第２のリード部１４ｂとの間隙に設けられると共に、凹部２０ｃの壁面２０ｂを形成するように、第１のリード部１４ａ及び第２のリード部１４ｂにより形成された面の周囲を囲むように設けられる。これにより、凹部２０ｃの壁面２０ｂが樹脂成形体１３により構成され、底面２０ａが第１のリード部１４ａ及び第２のリード部１４ｂと、第１のリード部１４ａと第２のリード部１４ｂとの間に設けられた樹脂成形体１３と、により構成される。

凹部２０ｃには、開口方向に広口となる傾斜が設けられることが好ましい。これにより、前方方向（図示上部方向）への光の取り出しが向上し、表面実装型発光装置１から出力される光の強度を高めることができる。

なお、この第１のリード部１４ａ及び第２のリード部１４ｂのうち、凹部２０ｃに露出される領域（すなわち底面２０ａを構成する領域）には上述のＮｉ／Ａｇめっき１５が施されている。なお、凹部２０ｃの底面２０ａのうち、Ｎｉ／Ａｇめっき１５が施される領域（第１のリード部１４ａ及び第２のリード部１４ｂにより構成される領域）は、光半導体素子１０と電気的に接続することができる面積を有していればよいが、反射効率の観点からできるだけ広面積であることが好ましい。

支持部材２０に含まれる樹脂成形体１３は、型に熱硬化性樹脂組成物を流し込み加熱硬化させるトランスファ・モールド成形によって成形される。熱硬化性樹脂組成物に含有される熱硬化性樹脂成分として、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、アクリレート樹脂及びウレタン樹脂からなる群から選択される少なくとも１種が含有されることが好ましく、特にエポキシ樹脂が好ましい。

エポキシ樹脂としては、電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料で一般に使用されているものを用いることができ、それを例示すれば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂をはじめとするフェノール類とアルデヒド類のノボラック樹脂をエポキシ化したもの、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、アルキル置換ビスフェノール等のジグリシジルエーテル、ジアミノジフェニルメタン、イソシアヌル酸等のポリアミンとエピクロルヒドリンの反応により得られるグリシジルアミン型エポキシ樹脂、オレフィン結合を過酢酸などの過酸で酸化して得られる線状脂肪族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂等があり、これらを適宜何種類でも併用することができる。

また、これらのうち比較的着色のないものが好ましく、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ジグリシジルイソシアヌレート、トリグリシジルイソシアヌレート、１，２−シクロヘキサンジカルボン酸をはじめとする１，３−シクロヘキサンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸から誘導されるジカルボン酸ジグリシジルエステルを挙げることができる。

また、同様に、比較的着色がないものとして、フタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、メチルテトラヒドロフタル酸、ナジック酸、メチルナジック酸等のジカルボン酸のジグリシジルエステルを挙げることができる。

また、芳香環が水素化された脂環式構造を有する核水素化トリメリット酸、核水素化ピロメリット酸等のグリシジルエステル等も挙げられる。また、シラン化合物を有機溶媒、有機塩基および水の存在下に加熱して、加水分解・縮合させることにより製造される、主鎖がシリコーン骨格であるようなエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンなども好適に用いられる。

上述の熱硬化性樹脂組成物には、さらに硬化剤が含有される。硬化剤としては、電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料で一般に使用されているものを用いることができ、エポキシ樹脂と反応するものであれば、特に制限せずに用いることができるが、比較的着色のないものが好ましい。

上述の熱硬化性樹脂組成物に含有される硬化剤としては、例えば、酸無水物硬化剤、イソシアヌル酸誘導体、フェノール系硬化剤等が挙げられる。酸無水物系硬化剤としては、例えば、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、無水ナジック酸、無水グルタル酸、無水ジメチルグルタル酸、無水ジエチルグルタル酸、無水コハク酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸が挙げられる。

イソシアヌル酸誘導体としては、１，３，５−トリス（１−カルボキシメチル）イソシアヌレート、１，３，５−トリス（２−カルボキシエチル）イソシアヌレート、１，３，５−トリス（３−カルボキシプロピル）イソシアヌレート、１，３−ビス（２−カルボキシエチル）イソシアヌレート等が挙げられ、これらは、単独で用いても２種類以上併用しても良い。

これらの硬化剤の中では、無水フタル酸、無水トリメリット酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水グルタル酸、無水ジメチルグルタル酸、無水ジエチルグルタル酸、１，３，５−トリス（３−カルボキシプロピル）イソシアヌレートを用いることが好ましい。

硬化剤は、その分子量が１００〜４００程度のものが好ましく、また無色ないし淡黄色のものが好ましい。

さらに、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸等、芳香環を有する酸無水物は芳香環の不飽和結合のすべてを水素化させた水素化無水トリメリット酸、水素化無水ピロメリット酸が好ましい。硬化剤として用いる酸無水物は、ポリイミド樹脂の原料として一般的に使用される酸無水物を用いても良い。

また、エポキシ樹脂と硬化剤の配合比は、エポキシ樹脂中のエポキシ基１当量に対して、当該エポキシ基との反応可能な硬化剤中の活性基（酸無水物基または水酸基）が０．５〜０．９当量となるように配合することが好ましく、０．７〜０．８当量であることがより好ましい。

上記活性基が０．５未満の場合には、エポキシ樹脂組成物の硬化速度が遅くなると共に、得られる硬化体のガラス転移温度が低くなる場合があり、充分な弾性率が得られない場合がある。一方、上記活性基が０．９当量を超える場合には硬化後の強度が減少する場合がある。

上述の熱硬化性樹脂組成物には、さらに硬化触媒が含有されていてもよい。硬化触媒としては、特に制限はなく、例えば、１，８−ジアザ−ビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、トリエチレンジアミン、トリ−２，４，６−ジメチルアミノメチルフェノール等３級アミン類、２−エチル−４メチルイミダゾール、２−メチルイミダゾールなどのイミダゾール類、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラ−ｎ−ブチルホスホニウム−ｏ，ｏ−ジエチルホスホロジチオエート、テトラ−ｎ−ブチルホスホニウム−テトラフルオロボレート、テトラ−ｎ−ブチルホスホニウム−テトラフェニルボレート等のリン化合物、４級アンモニウム塩、有機金属塩類及びこれらの誘導体などが挙げられる。これらは単独で使用してもよく又は併用してもよい。これらの硬化促進剤の中では、３級アミン類、イミダゾール類、リン化合物を用いることが好ましい。

上記硬化触媒の含有率は、エポキシ樹脂に対して、０．０１〜８．０重量％であることが好ましく、０．１〜３．０重量％であることがより好ましい。硬化促進剤の含有率が、０．０１％重量％未満では、十分な硬化促進効果を得られない場合があり、また８．０重量％を超えると、得られる成形体に変色が見られる場合がある。

本実施形態に係る熱硬化性樹脂組成物は、成形性を調整するために、無機充填材を含むことが好ましい。

無機充填材としては、特に制限はないが、例えば、シリカ、酸化アンチモン、酸化チタン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウムからなる群の中から選ばれる少なくとも１種以上を用いることができるが、熱伝導性、光反射特性、成型性、難燃性の点からシリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、酸化チタン、酸化ジルコニウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムのうち２種類以上の混合物が好ましい。無機充填材の中心粒径は、特に制限はないが、１〜１００μｍの範囲のものを用いることが好ましい。

本発明の熱硬化性樹脂組成物には、さらに、所定の機能を持たせるために、フィラー、拡散剤、顔料、蛍光物質、反射性物質及び遮光性物質からなる群から選択される少なくとも１種が含有されることが好ましい。

具体的には、例えば、熱硬化性樹脂組成物にフィラーや拡散剤を含有させることで、表面実装型発光装置１からの光が主に前方及び側方に均一に出射させることができる。また、例えば蛍光物質が熱硬化性樹脂組成物に含有されることで、光半導体素子１０から出射され、壁面２０ｂを経て樹脂成形体１３に入射した光が蛍光物質により吸収され、波長変換されて出射されることで、表面実装型発光装置１全体としての発光色を変更させることができる。一方、遮光性物質を熱硬化性樹脂組成物に含有させることで、凹部２０ｃの壁面２０ｂから樹脂成形体１３に入射する光のうち、樹脂成形体１３を透過して外部に出射する光を低減することもできる。

ここで、顔料を熱硬化性樹脂組成物に添加する場合、熱硬化性樹脂組成物を硬化させて得られる成形体における光の吸収を低減させるためには、暗色系の顔料よりも白色顔料等の白色系の顔料を添加することが好ましい。白色顔料としては、公知のものを使用することができ、特に制限はないが、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、酸化ジルコニウム、無機中空粒子等を用いることができ、これらは１種類単独でも２種類以上併用してもよい。無機中空粒子としては、例えば、珪酸ソーダガラス、アルミ珪酸ガラス、硼珪酸ソーダガラス、シラス等が挙げられる。この白色顔料の粒径は、中心粒径が０．１〜５０μｍの範囲にあることが好ましい、中心粒径が０．１μｍ未満であると粒子が凝集しやすく分散性が悪くなる傾向があり、５０μｍを超えると硬化物の反射特性が十分に得られない可能性がある。

上記無機充填材と上記白色顔料の合計配合量は、特に制限はないが、熱硬化性樹脂組成物全体に対して、１０〜８５体積％の範囲であることが好ましい、この合計配合量が１０体積％未満であると硬化物の光反射特性が十分に得られない恐れがあり、８５体積％を超えると熱硬化性樹脂組成物の成型性が悪くなり基板の作製が困難となる。

本発明の熱硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂成分と無機充填材及び白色顔料との接着性を向上させる観点からカップリング剤を添加することが好ましい。カップリング剤としては、特に制限されないが、例えば、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤等があり、シランカップリング剤としては、一般にエポキシシラン系、アミノシラン系、カチオニックシラン系、ビニルシラン系、アクリルシラン系、メルカプトシラン系及びこれらの複合系などが任意の付着量で多々用いられる。カップリング剤の種類や処理条件は特に制限はないが、カップリング剤の配合量は樹脂組成物に対して５重量％以下が好ましい。

また、本発明の熱硬化性樹脂組成物には、必要に応じて、酸化防止剤、離型剤、イオン捕捉剤、可撓化剤等の添加剤を添加してもよい。

次に、封止樹脂部１１について説明する。封止樹脂部１１は、凹部２０ｃに充填され、光半導体素子１０を封止すると共に光半導体素子１０から出射される光を効率よく外部に放出する機能を有する。

封止樹脂部１１は、熱硬化性樹脂組成物を加熱硬化させることにより成形される。熱硬化性樹脂組成物に含有される樹脂成分としては、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂及びポリエステル樹脂からなる群から選択される少なくとも１種が含有されることが好ましく、特にエポキシ樹脂が好ましい。

また、封止樹脂部１１の成形に用いられる熱硬化性樹脂組成物には、所定の機能を持たせるため、フィラー、拡散剤、顔料、蛍光物質及び反射性物質からなる群から選択される少なくとも１種が含有されることが好ましい。

また、本実施形態の表面実装型発光装置１における封止樹脂部１１のように、熱硬化性樹脂組成物に蛍光体１６を含有させることもできる。この蛍光体１６は、光半導体素子１０から出射される光を吸収し、波長変換して出射させることにより、表面実装型発光装置１から出射される光を変色させる目的で用いられる。

封止樹脂部１１に用いられる熱硬化性樹脂組成物に含有される蛍光体１６としては、光半導体素子１０の光を吸収し、異なる波長の光に波長変換するものであればよい。例えば、Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体・酸窒化物系蛍光体・サイアロン系蛍光体、Ｅｕ等のランタノイド系、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に賦活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸蛍光体、アルカリ土類ケイ酸塩、アルカリ土類硫化物、アルカリ土類チオガレート、アルカリ土類窒化ケイ素、ゲルマン酸塩、又は、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩、希土類ケイ酸塩又はＥｕ等のランタノイド系元素で主に賦活される有機及び有機錯体等から選ばれる少なくともいずれか１以上であることが好ましい。

＜表面実装型発光装置の変形例＞
図３は、好適な実施形態に係る表面実装型発光装置の変形例である表面実装型発光装置２の断面図である。

表面実装型発光装置２は表面実装型発光装置１と比して以下の点が異なる。すなわち、主面側と裏面側に電極を有する光半導体素子１０に代えて裏面側に正負一対の電極を備える光半導体素子１７が設けられている点である。このように、裏面側に正負一対の電極を備える場合には、第１のリード部１４ａ及び第２のリード部１４ｂと電極とをはんだバンプ１８により電気的に接続する態様を用いることができる。

このように、表面実装型発光装置に含まれる光半導体素子の形状によって、第１のリード部１４ａ及び第２のリード部１４ｂとの電気的な接続方法は種々変更することができる。

＜表面実装型発光装置の製造方法＞
本発明の好適な実施形態に係る表面実装型発光装置の製造方法は、第１のリード部及び第２のリード部が内部に配置される型に、熱硬化性樹脂組成物を流し込み加熱硬化させた後、脱型するトランスファ・モールド成形により、底面及び壁面から構成される凹部を備え、熱硬化性樹脂組成物を加熱硬化させた樹脂成形体が凹部の壁面の少なくとも一部を形成する支持部材を作成する支持部材作成工程と、支持部材の凹部内に発光素子を設け、発光素子と第１のリード部及び第２のリード部とをそれぞれ電気的に接続する発光素子接続工程と、熱硬化性樹脂組成物を凹部に充填して加熱硬化することにより、発光素子を封止する封止工程と、を含んで構成される。

（支持部材作成工程）
まず、熱硬化性樹脂組成物を流し込む型を準備する。第１のリード部及び第２のリード部となる金属配線は、例えば金属箔から打ち抜くことで得ることができる。この金属配線を、図１で示す支持部材２０の形状に作成された上金型と下金型からなる型に配置する。続いて、この金属配線が内部に配置される型に、熱硬化性樹脂組成物を流し込む。

ここで、型に流し込む熱硬化性樹脂組成物の製造方法について説明する。本実施形態に係る熱硬化性樹脂組成物は、上述の熱硬化性樹脂成分（好適には、エポキシ樹脂）と硬化剤を、予め予備混合させた後に、他の成分を添加し、公知のロールミル、押出機等により混練されることにより製造される。

具体的には、熱硬化性樹脂成分として上述のエポキシ樹脂１００質量部及び硬化剤１２０質量部を耐熱ガラス製の容器に秤量し、この混合容器をシリコーンオイルや水等の流体を媒体としたヒーターを用いて、３５〜１８０℃で加熱する方法を用いることができる。加熱方法としては上記の方法に限定されるものではなく、熱電対、電磁波照射等を用いることができ、さらに溶解を促進するために超音波を照射してもよい。

また、予備混合をする際に、熱硬化性樹脂組成物に配合するエポキシ樹脂及び硬化剤の一部を予備混合する方法を採用してもよい。具体的には、エポキシ樹脂１００質量部に対し、硬化剤１２０質量部含む熱硬化性樹脂組成物を製造する場合、まず、エポキシ樹脂５０質量部及び硬化剤１２０質量部を耐熱ガラス製の容器に秤量し、この混合容器をシリコーンオイルや水などの流体を媒体としたヒーターを用いて３５〜１８０℃で加熱することで予備混合物を得る。そして、得られた予備混合物と、残りのエポキシ樹脂５０質量部、硬化促進剤及びその他の成分とをロール混練などにより混合し熱硬化性樹脂組成物を製造してもよい。

次に、先に準備した型の樹脂注入口からこの熱硬化性樹脂組成物を注入する。そして、これを加熱することにより、内部の熱硬化性樹脂組成物を硬化させる。具体的には、トランスファ・モールド成形の条件として、金型温度１７０〜２００℃、成形圧力０．５〜２０ＭＰａで６０〜１２０秒、アフターキュア温度１２０℃〜１８０℃で１〜３時間の条件で加熱硬化させる。その後、型を外すことにより、本実施形態に係る支持部材２０が得られる。なお、脱型後の支持部材２０に対する加熱硬化は行われることなく、後述の発光素子接続工程及び封止工程が行われる。

なお、上述の成分を含有する本発明の熱硬化性樹脂組成物は、加熱硬化前の状態で、例えば、室温（１５〜３０℃）において、５〜５０ＭＰａ、１〜５秒程度の条件下で加圧成形しタブレットを作成可能であり、加熱硬化後の、波長３５０〜８００ｎｍにおける光反射率が８０％以上であることが望まれる。光反射率が８０％未満であると、光半導体装置の輝度向上に充分寄与できない傾向がある。この光反射率は、９０％以上であることがより好ましい。

（発光素子接続工程・封止工程）
上記の支持部材作成工程において作成された支持部材の凹部２０ｃの底面２０ａを構成する第１のリード部１４ａ及び第２のリード部１４ｂの表面にＮｉ／Ａｇめっき１５を施し、光半導体素子１０を載置した後、当該光半導体素子１０の主面側の電極と第２のリード部１４ｂとをワイヤ１２により接続する（発光素子接続工程）。

さらに、光半導体素子１０が載置された凹部２０ｃに熱硬化性樹脂組成物を充填した後、１２０℃〜１８０℃で１〜８時間の条件で加熱硬化することにより、封止樹脂部１１が形成される（封止工程）。以上により、本発明の好適な実施形態に係る表面実装型発光装置１が得られる。

ここで、従来の表面実装型発光装置の製造方法と本実施形態に係る表面実装型発光装置の製造方法とを比較すると、次の点が相違する。すなわち、従来の表面実装型発光装置の製造方法では、支持部材形成工程において、熱硬化性樹脂組成物を型に注入し、例えば約１５０℃約３分間の条件により仮硬化させた後、さらに脱型後に約１５０℃で約３時間の加熱による本硬化工程を行うことにより、支持部材を構成する樹脂成形体を得ていた。しかしながら、本実施形態の表面実装型発光装置の製造方法では、型に熱硬化性樹脂組成物を注入した状態で、熱硬化性樹脂組成物の加熱硬化を完了させ、脱型後に再度加熱硬化をさせないことにより、支持部材の樹脂成形体１３と封止樹脂部１１との間の剥離を低減させることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はこれに制限されるものではない。

以下に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるも
のではない。

＜実施例１＞
（熱硬化性樹脂組成物の作成）
エポキシ樹脂であるトリグリシジルイソシアヌレート１００重量部（エポキシ当量１００）及び硬化剤であるヘキサヒドロ無水フタル酸１２３．４重量部を１２０℃で１０分間溶融させ予備混合し冷却した。この予備混合物と硬化促進剤であるテトラ−ｎ−ブチルホスホニウム−ｏ，ｏ−ジエチルホスホロジチオエート２．４重量部、無機充填剤である溶融シリカ（平均粒径６μｍ）７９６重量部、アルミナ（平均粒径１μｍ）７０５重量部、白色顔料である中空粒子（平均粒径２７μｍ）２１７重量部及びエポキシシランカップリング剤７重量部を混練温度３０℃、混練時間１５分の条件でロール混練して実施例１に係る熱硬化性樹脂組成物を作製した。

＜実施例２＞
（熱硬化性樹脂組成物の作製）
エポキシ樹脂であるトリグリシジルイソシアヌレート１００重量部（エポキシ当量１００）及び硬化剤であるヘキサヒドロ無水フタル酸１２３．４重量部を１２０℃で１０分間溶融させ予備混合し冷却した。この予備混合物と硬化促進剤であるテトラ−ｎ−ブチルホスホニウム−ｏ，ｏ−ジエチルホスホロジチオエート２．４重量部、無機充填剤である溶融シリカ（平均粒径６μｍ）７９６重量部、酸化チタン（平均粒径０．２μｍ）７０５重量部、白色顔料である中空粒子（平均粒径２７μｍ）２１７重量部及びエポキシシランカップリング剤７重量部、可撓化剤である樹枝状ポリエステル樹脂１５重量部（ボルトンＰ−５００、Ｐｅｒｓｔｏｒｐ社製）を混練温度３０℃、混練時間１５分の条件でロール混練して実施例２に係る熱硬化性樹脂組成物を作製した。

（支持部材の作成及び光半導体素子の載置）
次に、上記の実施例１及び実施例２に係る熱硬化性樹脂組成物をそれぞれ型に流しこみトランスファ・モールド成形を行うことで支持部材を作成した。第１のリード部及び第２のリード部となる金属配線を、金属箔から打ち抜きやエッチングなどの公知の方法により形成し、電気めっきによりＮｉ／Ａｇめっきを施した。次に、金型の樹脂注入口から本発明の樹脂組成物を注入し、金型温度１８０℃で９０秒加熱硬化させた後、型から外し、支持部材を作成した。そして支持部材に設けられた凹部の底面のうち、第１のリード部の主面側に施されたＮｉ／Ａｇめっきの上面に、光半導体素子を載置すると共に、光半導体素子の主面側の電極と第２のリード部とをワイヤで電気的に接続した。

（封止樹脂部の作成）
続いて、上述の光半導体素子が載置された支持部材の凹部に、水素添加ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、デナコールＥＸ２５２（ナガセケムテックス社製、商品名） ９０重量部、脂環式エポキシ樹脂、ＣＥＬ−２０２１Ｐ（ダイセル化学社製、商品名） １０重量部、４−メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、ＨＮ−５５００Ｅ（日立化成工業製、商品名） ９０重量部、２、６ジターシャルブチル−４−メチルフェノールＢＨＴ ０．４重量部、２−エチル−４−メチルイミダゾール ０．９重量部からなる透明封止樹脂をポッティングにより流し込み１５０℃で２時間加熱硬化し封止樹脂部を作成し、実施例１及び実施例２に係る表面実装型発光装置を得た。

＜比較例１＞
実施例１に係る表面実装型発光装置の製造方法のうち、金型に熱硬化性樹脂組成物を注入した後に加熱硬化させ、脱型した後に、１５０℃で３時間の後硬化を追加した以外は、実施例１及び実施例２と同様の製造方法により比較例１に係る表面実装型発光装置を得た。

＜評価＞
実施例１及び実施例２と比較例１の表面実装型発光装置を最高温度２６０℃で１０秒の温度条件におけるリフロー試験を行い、封止樹脂部と樹脂成形体との間の剥離の有無を評価した。

その結果、実施例１及び実施例２の表面実装型発光装置には不具合は発生しなかったが、比較例１の表面実装型発光装置では、封止樹脂部と樹脂成形体との界面に剥離が見られた。

１，２，３…表面実装型発光装置、１０…光半導体素子（発光素子）、１３…樹脂成形体、１４ａ…第１のリード部、１４ｂ…第２のリード部、２０…支持部材。

Claims (7)

1. 底面及び壁面から構成される凹部を有する支持部材と、前記凹部内に設けられた発光素子と、前記凹部を充填して前記発光素子を封止する封止樹脂部と、を備え、
   前記支持部材が、前記発光素子に電気的に接続された第１のリード部及び第２のリード部と、前記凹部の壁面の少なくとも一部を形成する樹脂成形体と、を有し、
   前記樹脂成形体が、型に熱硬化性樹脂組成物を流し込み加熱硬化させるトランスファ・モールド成形によって成形され、脱型後に再度加熱硬化されていない成形体であり、
   前記封止樹脂が、熱硬化性樹脂組成物の加熱硬化によって成形された成形体である表面実装型発光装置。
2. 前記第１のリード部及び第２のリード部は、その一部が外部に露出される請求項１記載の表面実装型発光装置。
3. 前記熱硬化性樹脂組成物が、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂及びポリエステル樹脂からなる群から選択される少なくとも１種を含有する請求項１又は２記載の表面実装型発光装置。
4. 前記熱硬化性樹脂組成物が、フィラー、拡散剤、顔料、蛍光物質、反射性物質及び遮光性物質からなる群から選択される少なくとも１種を含有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の表面実装型発光装置。
5. 前記封止樹脂部が、フィラー、拡散剤、顔料、蛍光物質及び反射性物質からなる群から選択される少なくとも１種を含有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の表面実装型発光装置。
6. 第１のリード部及び第２のリード部が内部に配置される型に、熱硬化性樹脂組成物を流し込み加熱硬化させた後、脱型するトランスファ・モールド成形により、前記熱硬化性樹脂組成物を加熱硬化させた樹脂成形体と前記第１のリード部及び前記第２のリード部とを有し、底面及び壁面から構成される凹部を備え、前記樹脂成形体が前記凹部の壁面の少なくとも一部を形成する支持部材を作成する支持部材作成工程と、
   前記支持部材の前記凹部内に発光素子を設け、前記発光素子と前記第１のリード部及び前記第２のリード部とをそれぞれ電気的に接続する発光素子接続工程と、
   熱硬化性樹脂組成物を前記凹部に充填して加熱硬化することにより、前記発光素子を封止する封止工程と、
   を有し、
   脱型後に前記樹脂成形体を再度加熱硬化しない表面実装型発光装置の製造方法により製造される表面実装型発光装置。
7. 第１のリード部及び第２のリード部が内部に配置される型に、熱硬化性樹脂組成物を流し込み加熱硬化させた後、脱型するトランスファ・モールド成形により、前記熱硬化性樹脂組成物を加熱硬化させた樹脂成形体と前記第１のリード部及び前記第２のリード部とを有し、底面及び壁面から構成される凹部を備え、前記樹脂成形体が前記凹部の壁面の少なくとも一部を形成する支持部材を作成する支持部材作成工程と、
   前記支持部材の前記凹部内に発光素子を設け、前記発光素子と前記第１のリード部及び前記第２のリード部とをそれぞれ電気的に接続する発光素子接続工程と、
   熱硬化性樹脂組成物を前記凹部に充填して加熱硬化することにより、前記発光素子を封止する封止工程と、
   を有し、
   脱型後に前記樹脂成形体を再度加熱硬化しない表面実装型発光装置の製造方法。

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