JP2011192874A - Optical semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は光半導体装置に関し、透明樹脂からなるカバーと封止樹脂との密着性を向上させるための技術に関する。 The present invention relates to an optical semiconductor device, and relates to a technique for improving the adhesion between a cover made of a transparent resin and a sealing resin.
従来、ＬＥＤ素子等の半導体発光素子を利用した光半導体装置として、特許文献１に記載する構成等が知られている。図３は、従来の一般的な光半導体装置の構成を示す図である。
図３（ｂ）に示す光半導体装置１０Ｘでは、リードフレーム９を一部露出するように樹脂１１でモールドしてなる基板１２に対し、リードフレーム９上のダイパッド部に導電ペースト８を用いて半導体発光素子（ＬＥＤ素子）７が実装される。ＬＥＤ素子７は別途、ボンディングワイヤー６を用いてリードフレーム９のワイヤーボンディング領域とボンディングされる。このＬＥＤ素子７の実装領域を取り囲むように、反射面を持つリフレクター５が配設され、リフレクター５の内部に透明なシリコーン樹脂等からなる封止樹脂４が充填される。この封止樹脂４の上には、透明なカバー（レンズ１）が密着するように配設される。
2. Description of the Related Art Conventionally, a configuration described in Patent Document 1 is known as an optical semiconductor device using a semiconductor light emitting element such as an LED element. FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a conventional general optical semiconductor device.
In the
図３（ａ）にレンズ１の外観を示す。レンズ１は、適度な柔軟性及び弾力性を有する樹脂材料で構成されており、ＬＥＤ素子７からの出射光を平行にする光学手段として用いられる。その構成としては、リング状の樹脂材料からなるベース部１０１に支持フレーム２を介し、その上に半球状のドーム部１００を形成してなる。レンズ１の内部には空洞部１０２が設けられている。支持フレーム２はレンズ１を補強し、寸法安定性を付与するものであり、ステンレス鋼またはこれに類似する金属材料で構成される。このようなレンズ１は、ベース部１０１の上に支持フレームを載置し、当該支持フレームの上に樹脂材料をオーバーモールドしてドーム部１００を形成して得られる。支持フレーム２を利用することで、レンズ１が不要な変形を生じるのを防止し、レンズ１を基板１２側に配設できるように図られている。
FIG. 3A shows the external appearance of the lens 1. The lens 1 is made of a resin material having appropriate flexibility and elasticity, and is used as an optical means for collimating light emitted from the
なお、レンズ１は封止樹脂４と同様にシリコーン樹脂等で構成することができる。 The lens 1 can be made of a silicone resin or the like, similar to the sealing resin 4.
ここで従来の光半導体装置では、レンズと封止樹脂との結合力が不足し、レンズと封止樹脂の境界面で剥離が発生することにより、半導体装置の指向特性及び輝度が低下するという課題が存在する。
また、一般的に半導体装置の封止樹脂には、耐光性と耐熱性に優れているシリコーン樹脂が用いられているが、シリコーン樹脂はガス透過性が高く、大気中のガスを容易に透過させるので、半導体発光素子を電気接続するリードフレームのダイパッド部やワイヤーボンディング部が変色するという課題を有する。さらに、リードフレームのダイパッド部にＡｇなどが用いられる場合には、封止樹脂中に侵入した大気中のガスが封止樹脂中の添加物と反応することで、酸化や硫化による変色を起こす問題が顕著になり、反射率が低下し光半導体装置の発光特性を著しく低下させるという課題がある。
Here, in the conventional optical semiconductor device, the bonding force between the lens and the sealing resin is insufficient, and peeling occurs at the boundary surface between the lens and the sealing resin, so that the directional characteristics and luminance of the semiconductor device are deteriorated. Exists.
In general, a silicone resin that is excellent in light resistance and heat resistance is used as a sealing resin for a semiconductor device, but the silicone resin has high gas permeability and easily allows gas in the atmosphere to pass therethrough. Therefore, there is a problem that the die pad part and the wire bonding part of the lead frame for electrically connecting the semiconductor light emitting elements are discolored. Furthermore, when Ag or the like is used for the die pad portion of the lead frame, the atmospheric gas that has penetrated into the sealing resin reacts with the additive in the sealing resin, causing discoloration due to oxidation or sulfuration. Becomes conspicuous, and there is a problem that the reflectance is lowered and the light emission characteristics of the optical semiconductor device are remarkably lowered.
本発明は、以上の各課題に鑑みてなされたものであって、第一の目的として、封止樹脂とレンズの境界面での剥離を防止するとともに、指向特性及び輝度が低下することを抑制することが可能な半導体装置を提供する。さらに第二の目的として、酸化や硫化によるリードフレームの変色を防止し、反射率の低下を抑制することにより良好な発光特性を維持することが可能な光半導体装置を提供する。 The present invention has been made in view of the above-described problems. As a first object, the present invention prevents peeling at the boundary surface between the sealing resin and the lens and suppresses reduction in directivity and luminance. Provided is a semiconductor device that can be used. Furthermore, as a second object, there is provided an optical semiconductor device capable of maintaining good light emission characteristics by preventing discoloration of a lead frame due to oxidation or sulfuration and suppressing a decrease in reflectance.
前記従来の課題を解決するために、本発明は、基板上に発光素子が実装され、当該発光素子を取り囲んで収容するようにリフレクターが配設されるとともに、前記リフレクターに取り囲まれる領域に封止樹脂が充填され、封止樹脂上にレンズが設けられた光半導体装置であって、
封止樹脂と接するレンズ表面には有機被膜が形成され、
当該有機被膜は、レンズ及び封止樹脂の双方に対して結合性を有する機能性有機分子を用いて構成されているものとした。
In order to solve the above-described conventional problems, the present invention provides a light-emitting element mounted on a substrate, a reflector disposed so as to surround and accommodate the light-emitting element, and sealed in a region surrounded by the reflector. An optical semiconductor device in which a resin is filled and a lens is provided on a sealing resin,
An organic coating is formed on the lens surface in contact with the sealing resin,
The said organic film shall be comprised using the functional organic molecule which has binding property with respect to both a lens and sealing resin.
ここで、レンズ及び封止樹脂はシリコーン樹脂を用いて構成することもできる。
また、有機被膜は、機能性有機分子の自己組織化により形成することもできる。
また、機能性有機分子は、主鎖部がグリコール鎖、メチレン鎖、フルオロメチレン鎖、またはシロキサン鎖のいずれか一つを含み、前記主鎖部の一端にはヒドロキシル基に対する結合性を呈する化合物、化学構造体若しくは誘導体の少なくともいずれかで構成された第一官能基が存在し、前記主鎖部のもう一方の一端にはシリコーン樹脂材料に対する結合性を呈する化合物、化学構造体若しくは誘導体の少なくともいずれかで構成された第二官能基が存在する構成とすることもできる。
Here, a lens and sealing resin can also be comprised using a silicone resin.
The organic film can also be formed by self-organization of functional organic molecules.
In addition, the functional organic molecule has a main chain portion containing any one of a glycol chain, a methylene chain, a fluoromethylene chain, or a siloxane chain, and one end of the main chain portion exhibits a binding property to a hydroxyl group, There is a first functional group composed of at least one of a chemical structure or a derivative, and at least one of a compound, a chemical structure, or a derivative that exhibits a binding property to the silicone resin material at the other end of the main chain portion. It can also be set as the structure in which the 2nd functional group comprised by this exists.
以上の構成を有する本発明の半導体発光装置では、封止樹脂と接触するレンズ表面に、レンズ及び封止樹脂の双方に対して結合性を有する機能性有機分子からなる有機被膜を配設する。これにより、封止樹脂とレンズとが良好に結合するため、これらの境界面においてレンズが剥離を発生する問題が効果的に防止できる。これにより本来、当該光半導体装置に求められる指向特性及び輝度を発揮することが期待できる。 In the semiconductor light-emitting device of the present invention having the above-described configuration, an organic film made of functional organic molecules having a binding property to both the lens and the sealing resin is disposed on the lens surface in contact with the sealing resin. Thereby, since sealing resin and a lens couple | bond well, the problem that a lens generate | occur | produces peeling in these boundary surfaces can be prevented effectively. As a result, it can be expected that the directivity and luminance that are originally required for the optical semiconductor device will be exhibited.
しかも、有機被膜がレンズと封止樹脂との間に介在することで、大気中の水分や酸素等の不要ガスが封止樹脂側に侵入するのが遮断されるため、半導体発光素子を電気接続するリードフレームのダイパッド部やワイヤーボンディング部の反射体が、封止樹脂中に含まれる微量の添加物によって酸化や硫化反応を生じ、これにより変色する問題が防止される。従って、長期にわたって安定的に反射率の低下が生じることなく、高い信頼性で駆動することが可能である。 In addition, since the organic coating is interposed between the lens and the sealing resin, unnecessary gases such as moisture and oxygen in the atmosphere are prevented from entering the sealing resin side, so that the semiconductor light emitting device can be electrically connected. The lead pad die of the lead frame and the reflector of the wire bonding part cause an oxidation or sulfurization reaction due to a trace amount of additives contained in the sealing resin, thereby preventing the problem of discoloration. Therefore, it is possible to drive with high reliability without causing a decrease in reflectance stably over a long period of time.
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）は、本発明の実施の形態における光半導体装置に用いるレンズ１の構成を示す断面図である。図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ部拡大図である。
図１（ａ）に示すレンズ１は、リング状のベース部１０１の上に同様の形状を有する支持フレーム２を載置し、その上に所定の樹脂材料を射出成型（オーバーモールド）してドーム部１００を形成したレンズ構造体である。ベース部１０１、ドーム部１００は、いずれも適度な透明性、柔軟性及び弾力性を有するシリコーン樹脂等の樹脂材料で構成される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1A is a cross-sectional view showing a configuration of a lens 1 used in the optical semiconductor device in the embodiment of the present invention. FIG.1 (b) is the A section enlarged view of Fig.1 (a).
In the lens 1 shown in FIG. 1A, a
支持フレーム２は、鉄などの金属薄板材料をプレスまたはエッチング加工して形成される。
ドーム部１００の裏面には空洞部１０２が設けられている。この空洞部１０２の表面には、図１（ｂ）に示すように、機能性有機分子を用いてなる有機被膜３が形成されている。
The
A
図２（ａ）は、レンズ１を用いた光半導体装置１０の構成を示す断面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ部拡大図である。当該光半導体装置１０の構成は、有機被膜３以外の部分は従来構成（図３）とほぼ同様である。
光半導体装置１０では、所定の形状にパターニングされたリードフレーム９を樹脂１１でモールド成形してなる基板１２に対し、その上面において、凹部断面形状を持つリフレクター５が形成される。リフレクター５に取り囲まれる領域において露出しているリードフレーム９の表面（ダイパッド部）には、導電ペースト８を介して半導体発光素子（ＬＥＤ素子６）がマウントされる。ＬＥＤ素子６は、別途、ボンディングワイヤー４を用いてリードフレーム９の別の領域（ワイヤーボンディング部）と導通接続（ボンディング）されている。
FIG. 2A is a cross-sectional view showing the configuration of the optical semiconductor device 10 using the lens 1. FIG. 2B is an enlarged view of a portion A in FIG. The configuration of the optical semiconductor device 10 is substantially the same as the conventional configuration (FIG. 3) except for the
In the optical semiconductor device 10, a reflector 5 having a concave cross-sectional shape is formed on the upper surface of a substrate 12 formed by molding a lead frame 9 patterned in a predetermined shape with a resin 11. A semiconductor light emitting element (LED element 6) is mounted on the surface (die pad portion) of the lead frame 9 exposed in the region surrounded by the reflector 5 via the
ＬＥＤ素子６はリフレクター５に取り囲まれた領域に収容されるように配された状態で、上方より封止樹脂４が充填される。封止樹脂４の上方には、前記レンズ１が密着されるように配される。
リードフレーム９は、支持フレーム２と同様に、鉄などの金属薄板材料をプレスまたはエッチング加工により成形されてなる。
The
Similar to the
リフレクター５は、エポキシ系、シリコーン系の樹脂を成型し、その表面に金属薄膜による反射面が形成されてなる。
導電ペースト９は例えばＡｇペーストを利用することができる。
ボンディングワイヤー６は例えばＡｕ等の導電性に優れる金属細線で構成される。
封止樹脂５は、良好な透光性を有する樹脂、例えばエポキシ系やシリコーン系の樹脂を利用することができる。
The reflector 5 is formed by molding an epoxy-based or silicone-based resin and forming a reflective surface with a metal thin film on the surface thereof.
As the conductive paste 9, for example, an Ag paste can be used.
The
As the sealing resin 5, a resin having good translucency, for example, an epoxy resin or a silicone resin can be used.
ここで光半導体装置１０では、封止樹脂４と接触するレンズ１の少なくとも一部以上の表面（ここでは主に空洞部１０２の表面）に、所定の機能性有機分子からなる有機被膜３を配している。有機被膜４は図１（ｂ）、図２（ｂ）にそれぞれ示すように、主鎖部Ｂ１の一端側に、レンズ表面と結合性を呈する官能基ａ１が配され、主鎖部ｂ１の他端側に、封止樹脂４と結合性を呈する官能基ｃ１がそれぞれ配されてなる。
Here, in the optical semiconductor device 10, the
このような特性を持つ機能性有機分子からなる有機被膜３の配設により、光半導体装置１０では、レンズ１と封止樹脂４の境界面の接合強度が向上される。その結果、封止樹脂４とレンズ１の境界面においてレンズ１の剥離が効果的に防止され、長期にわたり、優れた指向特性及び輝度低下の防止効果を期待することができる。
また、有機被膜３は所定の機能性有機分子が自己組織化によって緻密に配列してなる単分子膜として構成されており、ガス透過性が極めて低く、良好な遮断効果を発揮する。従って、レンズ１と封止樹脂４との間に有機被膜３を配設することにより、大気中の水分や酸素等の不要な腐食性ガスが封止樹脂４側に侵入するのが防止され、リードフレーム９のダイパッド部やワイヤーボンディング部の変色を抑制することができる。さらに、これらのガスが封止樹脂４中に含まれる添加物と酸化反応や硫化反応を生じ、リードフレームが変色して反射率が低下する問題も防止される。このため、リードフレームにＡｇ等を用いても良好な反射率を維持することができる。
By providing the
The
なお、有機被膜３はリフレクター５の反射面にも設けることができる。これにより、リフレクター５を腐食ガスから保護する効果が期待でき、長期にわたり良好な反射率を得ることができる。
（機能性有機分子について）
次に有機被膜３を構成する機能性有機分子の化学構造について、詳細に説明する。
The
(About functional organic molecules)
Next, the chemical structure of functional organic molecules constituting the
図１（ｂ）、図２（ｂ）に示されるように機能性有機分子は、第一官能基ａ１、主鎖部ｂ１、第二官能基ｃ１が同順に結合される。その化学構造は一般式としてａ１−ｂ１−ｃ１で表すことができる。
このうち主鎖部ｂ１は、グリコール鎖、メチレン鎖、フルオロメチレン鎖、またはシロキサン鎖等で構成することができる。
As shown in FIGS. 1B and 2B, in the functional organic molecule, the first functional group a1, the main chain portion b1, and the second functional group c1 are bonded in the same order. The chemical structure can be represented by a1-b1-c1 as a general formula.
Among these, the main chain part b1 can be composed of a glycol chain, a methylene chain, a fluoromethylene chain, a siloxane chain, or the like.
また第一官能基ａ１は、ヒドロキシル基に対する結合性を呈する化合物、化学構造体若しくは誘導体の少なくともいずれかで構成された機能部である。この主鎖部ｂ１には適宜側鎖が結合されていてもよい。
また第二官能基ｃ１は、シリコーン樹脂材料に対して結合性を呈する化合物、化学構造体若しくは誘導体の少なくともいずれかで構成された機能部である。
The first functional group a1 is a functional part composed of at least one of a compound, a chemical structure, or a derivative that exhibits a binding property to a hydroxyl group. Side chains may be appropriately bonded to the main chain part b1.
The second functional group c1 is a functional part composed of at least one of a compound, a chemical structure, or a derivative that exhibits binding properties to the silicone resin material.
第一官能基ａ１、第二官能基ｃ１は、それぞれレンズ１、封止樹脂４の各材料に対し、結合性を呈するものを適宜選択している。従って機能性有機分子の各々は、図１（ｂ）、図２（ｂ）に示すように、レンズ１の表面に第一官能基ａ１が配向結合するので、主鎖部ｂ１の他方末端に配された第二官能基ｃ１が前記表面の外方へ向けて配向する。これにより分子配向性に係る化学特性（相互親和性）が整えられ、いわゆる自己組織化構造体としての単分子膜が自然に構成されている。当該有機被膜３の膜厚は、前記機能性有機分子の大きさに依存するため、例えば数ｎｍオーダーに調整される。従って、光半導体装置１０では有機被膜３の膜厚が問題となることはない。
As the first functional group a1 and the second functional group c1, those that exhibit binding properties to the materials of the lens 1 and the sealing resin 4 are appropriately selected. Accordingly, each of the functional organic molecules is arranged at the other end of the main chain portion b1 because the first functional group a1 is oriented and bonded to the surface of the lens 1 as shown in FIGS. 1 (b) and 2 (b). The formed second functional group c1 is oriented toward the outside of the surface. As a result, chemical characteristics (mutual affinity) related to molecular orientation are adjusted, and a monomolecular film as a so-called self-assembled structure is naturally formed. Since the film thickness of the
なお、第一官能基ａ１との良好な結合性を発揮させるため、有機被膜３を配設する対象（ここではレンズ１の空洞部１０２の表面）には、予め、ヒドロキシル基を露出させておくことが好ましい。これにより有機被膜３はレンズ表面を単分子レベルのサイズで緻密に保護することができるので、腐食性ガスの透過を防止し、光半導体装置内の基板１２やリードフレーム９に対してＡｇめっき等を施す場合も、Ａｇめっきの変色防止および酸素ガスや水分付着による腐食の防止機能を発揮できる。
It should be noted that a hydroxyl group is exposed in advance on the object (here, the surface of the
以下、本発明の機能性有機分子として取りうる化学的構造のバリエーションについて、詳細を説明する。
（第一官能基ａ１について）
前記の通り第一官能基ａ１には、レンズ１に対して結合性を有することが要求される。レンズ１がシリコーン樹脂で構成される場合、ヒドロキシル基に対する結合性を有することが求められる。この特性を有するものであれば、第一官能基ａ１は、一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体のいずれであってもよい。
Hereinafter, the variation of the chemical structure which can be taken as the functional organic molecule of the present invention will be described in detail.
(Regarding the first functional group a1)
As described above, the first functional group a1 is required to have binding properties to the lens 1. When the lens 1 is composed of a silicone resin, the lens 1 is required to have a bonding property to a hydroxyl group. As long as it has this characteristic, the first functional group a1 may be any compound, chemical structure, or derivative containing one or more.
例えばシラノール基、クロロシラン、アルコキシシラン、チタノール基、アルコキシチタンまたはこれらの一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体のいずれかであれば、金属原子に対して水素結合性又は配位結合性を有するので好適である。
第一官能基ａ１がシラノール基（Ｒ−Ｓｉ−ＯＨ、ただし、Ｒはアルカンやアルケン等の任意の官能基）を有する場合、Ｓｉ−ＯＨなどと脱水縮合し、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−Ｒ等の共有結合により、機能性有機分子がレンズ表面に被着される。同様に、チタノール基（Ｒ−Ｔｉ−ＯＨ、ただし、Ｒはアルカンやアルケン等の任意の官能基）を有する場合、Ｓｉ−ＯＨなどと脱水縮合し、Ｓｉ−Ｏ−Ｔｉ−Ｒ等の共有結合により、機能性有機分子がレンズ表面に被着され、強固な結合構造が形成される。
（主鎖部ｂ１について）
主鎖部ｂ１は、一般的なメチレン系有機分子及びその類型種（メチレン鎖、フルオロメチレン鎖、シロキサン鎖、グリコール鎖のうち一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体）等で構成することができる。メチレン鎖は、分子間で互いに会合し、超分子的に炭化水素鎖の緻密な炭素鎖を形成できるので好適である。また、メチレン鎖を用いれば、比較的迅速に有機被膜を形成できることが発明者らの検討により明らかにされている。
For example, if it is a silanol group, chlorosilane, alkoxysilane, titanol group, alkoxytitanium, or a compound, chemical structure or derivative containing one or more of these, it has hydrogen bonding or coordination bonding to a metal atom. Therefore, it is preferable.
When the first functional group a1 has a silanol group (R—Si—OH, where R is any functional group such as alkane or alkene), it undergoes dehydration condensation with Si—OH, etc., and Si—O—Si—R, etc. Due to the covalent bond, functional organic molecules are attached to the lens surface. Similarly, when it has a titanol group (R—Ti—OH, where R is an arbitrary functional group such as alkane or alkene), it undergoes dehydration condensation with Si—OH and the like, and a covalent bond such as Si—O—Ti—R As a result, functional organic molecules are deposited on the lens surface, and a strong bonding structure is formed.
(About main chain part b1)
The main chain part b1 may be composed of a general methylene-based organic molecule and its type (a compound, chemical structure or derivative containing one or more of a methylene chain, a fluoromethylene chain, a siloxane chain, and a glycol chain). it can. Methylene chains are preferred because they associate with each other between molecules and can form supramolecularly dense carbon chains of hydrocarbon chains. Further, it has been clarified by the inventors that a methylene chain can be used to form an organic coating relatively quickly.
主鎖部ｂ１にフルオロメチレン鎖を用いた場合、疎水性がメチレン鎖よりも強いため、有機被膜形成後にはレンズ表面と当該被膜との間への水分の浸入が強く抑制される。その結果、有機被膜とレンズ表面との良好な結合が保たれ、熱履歴によって有機被膜の剥離が生じにくくなるので好適である。
主鎖部ｂ１にシロキサン鎖を用いた場合、耐熱性および耐候性に優れる有機被膜を形成できる。このため、半導体装置実装工程において、有機被膜が比較的高温環境下に曝された場合にも、当該被膜自体の変質・損傷の防止効果が奏される。
When a fluoromethylene chain is used for the main chain part b1, since the hydrophobicity is stronger than that of the methylene chain, the penetration of moisture between the lens surface and the film is strongly suppressed after the organic film is formed. As a result, good bonding between the organic coating and the lens surface is maintained, and peeling of the organic coating is less likely to occur due to thermal history.
When a siloxane chain is used for the main chain part b1, an organic film having excellent heat resistance and weather resistance can be formed. For this reason, even when the organic coating is exposed to a relatively high temperature environment in the semiconductor device mounting process, the effect of preventing the alteration and damage of the coating itself is exhibited.
主鎖部ｂ１にグリコール鎖を用いた場合、水等の極性溶媒に簡単に溶解させることができるので、被膜を形成する上で利点を有する。
従って、主鎖部ｂ１に、グリコール鎖を用いること、あるいは、メチレン鎖、フルオロメチレン鎖、シロキサン鎖の一種以上とグリコール鎖とで構成された構造を用いることも好ましい。
When a glycol chain is used for the main chain part b1, it can be easily dissolved in a polar solvent such as water, and thus has an advantage in forming a film.
Therefore, it is also preferable to use a glycol chain for the main chain part b1 or a structure composed of one or more of a methylene chain, a fluoromethylene chain, and a siloxane chain and a glycol chain.
なお、ダイスボンディングやワイヤーボンディングの際の加熱条件が比較的高温に設定される場合などには、機能性有機分子を用いた有機被膜３の耐熱性をさらに向上させることが望ましい。この場合、主鎖部ｂ１の中に、水酸基（ヒドロキシル基）、ケトン、チオケトン、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミン、エーテル、スルフィド、芳香族化合物から選択される一種以上の極性基を含むものを用いることもできる。
In addition, when the heating conditions in die bonding or wire bonding are set to a relatively high temperature, it is desirable to further improve the heat resistance of the
特に、この極性基として、アミド基（ケトンと第二級アミンで構成される）、芳香族アミド、あるいは芳香族イミド基（ケトンと第三級アミンと芳香族環で構成される）、あるいはそれらの組み合わせを有することは好ましい。
このような極性基を含む主鎖部ｂ１を用いれば、有機被膜３において隣接する機能性有機分子の主鎖部ｂ１同士の間に、強力な相互結合作用（水素結合、あるいはロンドン分散力によるスタッキング効果）が働き、これによって有機被膜３が強化される。すなわち、高温環境下においても有機被膜３が安定に維持されるので、有機被膜３の耐熱性を向上させることができる。
（第二官能基ｃ１）について
第二官能基ｃ１には、封止樹脂４を構成する熱硬化樹脂等に対する樹脂硬化性又は樹脂硬化促進性を有することが要求される。当該性能を有するものであれば、一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体のいずれの構成であってもよい。
In particular, as this polar group, an amide group (composed of a ketone and a secondary amine), an aromatic amide, or an aromatic imide group (composed of a ketone, a tertiary amine and an aromatic ring), or those It is preferable to have a combination of
When the main chain part b1 containing such a polar group is used, strong inter-bonding action (stacking by hydrogen bond or London dispersion force) occurs between the main chain parts b1 of the adjacent functional organic molecules in the
(Second Functional Group c1) The second functional group c1 is required to have resin curability or resin curing acceleration with respect to the thermosetting resin or the like constituting the sealing resin 4. As long as it has the said performance, any structure of the compound, chemical structure, or derivative containing 1 or more types may be sufficient.
例えば、水酸基を有する化合物、カルボン酸を有する化合物、酸無水物を有する化合物、第一級アミンを有する化合物、第二級アミンを有する化合物、第三級アミンを有する化合物、第四級アンモニウム塩を有する化合物、アミド基を有する化合物、イミド基を有する化合物、ヒドラジド基を有する化合物、イミン基を有する化合物、アミジン基を有する化合物、イミダゾールを有する化合物、トリアゾールを有する化合物、テトラゾールを有する化合物、チオール基を有する化合物、スルフィド基を有する化合物、ジスルフィド基を有する化合物のうちの一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体のいずれか等が挙げられる。これらの化合物又はその誘導体等を用いれば、封止樹脂４をなす熱硬化樹脂と接触した場合に瞬時に硬化反応を生じ、第二官能基ｃ１と当該樹脂とが結合する。 For example, a compound having a hydroxyl group, a compound having a carboxylic acid, a compound having an acid anhydride, a compound having a primary amine, a compound having a secondary amine, a compound having a tertiary amine, and a quaternary ammonium salt Compound having amide group, compound having imide group, compound having hydrazide group, compound having imine group, compound having amidine group, compound having imidazole, compound having triazole, compound having tetrazole, thiol group , A compound having one or more of a compound having a sulfide group, a compound having a sulfide group, a compound having a disulfide group, a chemical structure, or a derivative. When these compounds or derivatives thereof are used, a curing reaction occurs instantaneously when contacting with the thermosetting resin forming the sealing resin 4, and the second functional group c1 and the resin are bonded.
また、特に封止樹脂４が付加重合型シリコーン樹脂である場合は、ビニル基、有機ハイドロジェンシランの内の一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体のいずれかを第二官能基ｃ１に用いることが好ましい。
更に、エポキシ基もしくはアルコキシシリル基の少なくともいずれかを含む付加重合型シリコーン樹脂に対しては、第二官能基ｃ１にエポキシ基またはアルコキシシリル基と結合性を有する官能基又は化合物、構造体を用いる。具体的には水酸基、酸無水物、第一級アミン、第二級アミンの内の一種類以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体のいずれかを用いることができる。
In particular, when the encapsulating resin 4 is an addition polymerization type silicone resin, any one of a vinyl group, a compound containing one or more of organic hydrogen silanes, a chemical structure, or a derivative is used as the second functional group c1. It is preferable.
Furthermore, for an addition polymerization type silicone resin containing at least one of an epoxy group or an alkoxysilyl group, a functional group, compound or structure having an epoxy group or alkoxysilyl group binding property is used as the second functional group c1. . Specifically, any one of a compound, a chemical structure, or a derivative containing one or more of a hydroxyl group, an acid anhydride, a primary amine, and a secondary amine can be used.
上記エポキシ基またはアルコキシシリル基と結合性を有する官能基又は化合物、構造体は、ビニル基や有機ハイドロジェンシランよりも安定性が高いため、当該有機被膜の安定化・長寿命化を図る事が可能になる。
以上の構成を持つ機能性有機分子を用いることにより、本発明の光半導体装置では、レンズと封止樹脂との剥離を防止でき、たとえ封止樹脂が駆動熱を受けて多少の熱変形等を生じても、レンズが封止樹脂側から剥離や脱離を生ずるのが抑制される。そのため、高温になりやすい環境や、長時間駆動される条件下であっても、光半導体装置の本来の性能を安定して発揮することを期待できる。
Since the functional group, compound, or structure having a bondability with the epoxy group or alkoxysilyl group is more stable than the vinyl group or organic hydrogen silane, the organic coating may be stabilized and have a longer life. It becomes possible.
By using the functional organic molecule having the above configuration, in the optical semiconductor device of the present invention, it is possible to prevent the lens and the sealing resin from being peeled off. Even if it occurs, it is possible to prevent the lens from peeling or detaching from the sealing resin side. Therefore, it can be expected that the original performance of the optical semiconductor device is stably exhibited even in an environment where the temperature is likely to be high or under a condition of being driven for a long time.
本発明は、各種発光手段として用いられる光半導体装置に対して広範囲に利用することができ、特に長期にわたって良好な発光効率を安定的に維持する必要がある用途に適している。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely used for optical semiconductor devices used as various light emitting means, and is particularly suitable for applications that need to stably maintain good light emission efficiency over a long period of time.
１ レンズ（カバー）
２ 支持フレーム
３ 有機被膜
４ 封止樹脂
５ リフレクター
６ ボンディングワイヤー
７ 発光素子（ＬＥＤ素子）
８ 導電ペースト
９ リードフレーム
１０、１０Ｘ 光半導体装置
１１ 成形樹脂
１２ 基板
１００ ドーム部
１０１ ベース部
１０２ 空洞部
1 Lens (cover)
2
8 Conductive paste 9
Claims (4)
封止樹脂と接するレンズ表面には有機被膜が形成され、
当該有機被膜は、レンズ及び封止樹脂の双方に対して結合性を有する機能性有機分子を用いて構成されている
ことを特徴とする光半導体装置。 A light emitting element is mounted on the substrate, a reflector is disposed so as to surround and accommodate the light emitting element, a sealing resin is filled in a region surrounded by the reflector, and a lens is provided on the sealing resin. An optical semiconductor device,
An organic coating is formed on the lens surface in contact with the sealing resin,
The organic film is configured using functional organic molecules having binding properties to both the lens and the sealing resin.
ことを特徴とする請求項１に記載の光半導体装置。 The optical semiconductor device according to claim 1, wherein the lens and the sealing resin are configured using a silicone resin.
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光半導体装置。 The optical semiconductor device according to claim 1, wherein the organic coating is formed by self-organization of functional organic molecules.
前記主鎖部の一端にはヒドロキシル基に対する結合性を呈する化合物、化学構造体若しくは誘導体の少なくともいずれかで構成された第一官能基が存在し、
前記主鎖部のもう一方の一端にはシリコーン樹脂材料に対する結合性を呈する化合物、化学構造体若しくは誘導体の少なくともいずれかで構成された第二官能基が存在する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光半導体装置。 The functional organic molecule includes a main chain portion including any one of a glycol chain, a methylene chain, a fluoromethylene chain, or a siloxane chain,
At one end of the main chain, there is a first functional group composed of at least one of a compound, a chemical structure, or a derivative that exhibits a binding property to a hydroxyl group,
The second functional group composed of at least one of a compound, a chemical structure, or a derivative exhibiting a binding property to the silicone resin material is present at the other end of the main chain portion. 4. The optical semiconductor device according to any one of 3 above.
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| JP2012138425A (en) * | 2010-12-24 | 2012-07-19 | Asahi Rubber Inc | Resin lens, led device with lens and method of manufacturing led device with lens |
| JP2013172154A (en) * | 2012-02-21 | 2013-09-02 | Lg Innotek Co Ltd | Light-emitting element, manufacturing method therefor, and illumination system including the same |
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