JP2015198226A - 半導体発光装置及び光半導体実装用基板 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱等によっても反りを生じることがないリフレクターを有する半導体発光装置及び光半導体実装用基板を提供すること。【解決手段】基板、凹部形状のキャビティを有するリフレクター、及び光半導体素子を少なくとも備えた半導体発光装置であって、該リフレクターは、繊維状無機物を含有する樹脂組成物から形成され、かつ該リフレクターの厚み方向において、繊維状無機物が配向した領域と配向しない領域を含む部位を有し、その部位における該繊維状無機物が配向した領域の厚みが、リフレクター部の全体厚みに対して５０％以下であることを特徴とする半導体発光装置である。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体発光装置及び光半導体実装用基板に関するものである。

半導体発光素子の一つであるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子は、小型で長寿命であり、省電力性に優れることから、表示灯等の光源として広く利用されている。そして近年では、より輝度の高いＬＥＤ素子が比較的安価に製造されるようになったことから、蛍光ランプ及び白熱電球に替わる光源としての利用が検討されている。このような光源に適用する場合、大きな照度を得るために、表面実装型ＬＥＤパッケージの多くは、表面に銀などの光を反射する物質が形成された導電性物質からなる基板（ＬＥＤ実装用基板）上にＬＥＤ素子を配置し、各ＬＥＤ素子の周りに光を所定方向に反射させるリフレクター（反射体）を配設する方式が用いられている。

また、従来から、熱可塑性樹脂に繊維状物質を配合した樹脂組成物を用いた成形品が知られており、例えば、芳香族ポリカーボネート樹脂に炭素繊維やガラス繊維などを配合した成形品が知られている。しかしながら、このような成形品は、射出成形時の繊維状物質の配向の異方性が非常に大きく、成形物の方向による成形収縮率が異なるため、成形物が反る等の問題があった。
このような問題に対して、アスペクト比が５〜１０の炭素繊維を用いた樹脂成形品が提案されている（特許文献１参照）。この樹脂成形品によれば、機械的特性が改良され、成形収縮率の異方性も著しく低減したと報告されている。しかしながら、このような低異方性の炭素繊維強化成形品は、成形品の強度が低く、半導体発光装置又は光半導体実装用基板に使用するには強度が十分とは言えなかった。また、ガラスビーズなどの等方性の充填材を配合した系では、機械的強度、曲げ強度などの機械的特性を向上させることはできなかった。

ところで、半導体発光装置に用いられる、ＬＥＤ素子などの半導体発光素子は、発光時に発熱を伴うため、当該素子の温度上昇によりリフレクターが劣化して、その反射率が低下し、ＬＥＤパッケージが発する光の輝度の低下を招くことがあった。
このように、リフレクターには耐熱性が要求されることから、耐熱性を改良したリフレクターの成形用として、ポリメチルペンテンと特定の架橋処理剤を含む電子線硬化性樹脂組成物が提案され、また該樹脂組成物をリフレクターの形成に用いた半導体発光装置が提案されている（特許文献２参照）。特許文献２に記載される樹脂組成物は、耐熱性に極めて優れるものであって、リフレクター等の成形体とした場合にも、優れた耐熱性を発揮する。また、特許文献３では、特定の架橋処理剤を含む電子線硬化性樹脂組成物なども提案され、該樹脂組成物をリフレクターに用いた半導体発光装置が提案されている。

特開平４−８７５９号公報 国際公開ＷＯ２０１１／０２７５６２ 特開２０１３−１６６９２６号公報

上述の特許文献２及び３に記載の樹脂組成物には、ガラス繊維を添加し得ることが記載されている。ガラス繊維を配合することで異方性が生じ、成形物（リフレクター）の成形収縮率が平面方向や垂直方向で部分的に異なる状況が生じる場合がある。そのような場合、成形物に反りが発生し、基板（リードフレーム）との界面に隙間が生じ、フレームとの密着不良が生じる。
そこで、本願発明の課題は加熱等によっても反りを生じることがなく、密着性が良好なリフレクターを有する半導体発光装置及び光半導体実装用基板を提供することにある。

本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、リフレクターを有する半導体発光装置であって、該リフレクターが繊維状無機物質を含有し、かつ当該繊維状無機物質の配向角度を制御することで、前記課題を解決し得ることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。

すなわち、本発明は、
（１）基板、凹部形状のキャビティを有するリフレクター、及び光半導体素子を少なくとも備えた半導体発光装置であって、該リフレクターは、繊維状無機物を含有する樹脂組成物から形成され、かつ該リフレクターの厚み方向において、繊維状無機物が配向した領域と配向しない領域を含む部位を有し、その部位における該繊維状無機物が配向した領域の厚みが、リフレクター部の全体厚みに対して５０％以下であることを特徴とする半導体発光装置、
（２）基板、凹部形状のキャビティを有するリフレクター、及び光半導体素子を少なくとも備えた光半導体発光装置であって、該半導体発光装置の外形が、切削によって形成されたものであり、該切削面が、繊維状無機物が配向した領域と非配向領域から形成され、任意の部位におけるその繊維状無機物が配向した領域の厚みが、リフレクター部の全体厚みに対して５０％以下であることを特徴とする半導体発光装置、
（３）基板及び凹部形状のキャビティを有するリフレクターを備えた半導体実装用基板であって、該リフレクターは、繊維状無機物を含有する樹脂組成物から形成され、かつ該リフレクターの厚み方向において、繊維状無機物が配向した領域と配向しない領域を含む部位を有し、その部位における該繊維状無機物が配向した領域の厚みが、リフレクター部の全体厚みに対して５０％以下であることを特徴とする半導体実装用基板、及び
（４）基板及び凹部形状のキャビティを有するリフレクターを備えた半導体実装用基板であって、半導体実装用基板の外形が、切削によって形成されたものであり、該切削面が、繊維状無機物が配向した領域と非配向領域から形成され、任意の部位における該繊維状無機物が配向した領域の厚みが、リフレクター部の全体厚みに対して５０％以下であることを特徴とする半導体実装用基板、
を提供するものである。

本発明の半導体発光装置は、その構成要素であるリフレクターが加熱されても、反りを生じることがなく、密着性が維持される。そして、機械的強度、耐熱性およびリフレクターと基板との密着性に優れることで、長期間にわたって信頼性の高い半導体発光装置及び光半導体実装用基板を提供することができる。

本発明の半導体発光装置を示す模式図である。 本発明の半導体発光装置及び光半導体実装用基板の製造過程を示す模式図である。 顕微鏡観察及びＸ線ＣＴ測定における観察位置及び測定位置を示す図である。

本発明の半導体発光装置について、図１を用いて詳細に説明する。
本発明の半導体発光装置１は、凹部形状のキャビティ２０を有するリフレクター１２と、凹部の底面に設けられ、少なくとも１つの光半導体素子１０と、該光半導体素子を搭載するためのパッド部１３ａ、及び光半導体素子と電気的に接続するためのリード部１３ｂを有した基板１４を備える。パッド部に搭載された光半導体素子は、リード線１６によりリード部に電気的に接続されている。
また、キャビティ２０は、空隙であってもよいが、電気的な不具合の防止、光半導体素子の湿気及び塵埃等からの保護の観点から、光半導体素子を封止するとともに光半導体素子から発せられた光を外部に透過させることが可能な樹脂（封止樹脂）が充填されていることが好ましい。該封止樹脂は、必要に応じて蛍光体が含有されていても良い。さらに、光半導体素子から発せられた光を集光させるためのレンズ１８をリフレクター１２の上に設けてもよい。該レンズは、通常樹脂製であり、目的、用途等により様々な構造が採用され、必要に応じて着色されていてもよい。
以下、各部材について、詳細に説明する。

＜基板＞
本発明の半導体発光装置１における基板１４は、リードフレームとも称される金属製の薄板であり、用いられる材料としては主に金属（純金属や合金など）、例えば、アルミニウム、銅、銅−ニッケル−スズの合金、鉄−ニッケルの合金などが挙げられる。また基板は、表裏面の一部、または全部を覆うように光反射層が形成されていてもよい。光反射層は、光半導体素子からの光を反射する反射機能が高いことが望ましい。具体的には、３８０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長の電磁波に対して、各波長における反射率が６５％以上１００％以下であることが好ましく、７５％以上１００％以下であることがより好ましく、８０％以上１００％以下であることがさらに好ましい。反射率が高いとＬＥＤ素子が発する光のロスが小さく、ＬＥＤパッケージとしての発光効率が高くなる。
光反射層の材質としては例えば銀や銀を含有する金属を挙げることができるが、銀の含有率は６０質量％以上であることが好ましい。銀の含有率が６０％以上であると、十分な光反射機能が得られる。同様の観点から、銀の含有率は７０質量％以上がより好ましく、８０質量％以上がさらに好ましい。
なお光反射層の厚みは１〜２０μｍが望ましい。光反射層の厚みが１μｍ以上であると十分な反射機能が得られ、２０μｍ以下であればコスト的に有利であるとともに、加工性が向上する。

基板の厚さについては、特に制限はないが、０．１〜１．０ｍｍの範囲であることが好ましい。基板の厚さが０．１ｍｍ以上であると基板の強度が強く変形しにくい。一方、１．０ｍｍ以下であると加工が容易である。同様の観点から、０．１５〜０．５ｍｍの範囲であることがさらに好ましい。
基板は、金属製の板材をエッチングやプレス加工などの工程を経て形成され、ＬＥＤチップ等の光半導体素子を搭載するパッド部と該光半導体素子に電力を供給するリード部を有する。パッド部とリード部は絶縁されており、光半導体素子はワイヤーボンディングやチップボンディングなどの工程を経て、リード線によりリード部と接続される。

＜リフレクター＞
リフレクター１２は、光半導体素子からの光を出光部の方向（図１においては、レンズ１８の方向）に反射させる作用を有する。
該リフレクターは少なくとも樹脂および繊維状無機物を含有する樹脂組成物により形成される。そして、該リフレクターは、繊維状無機物が配向した配向領域（１２ａ）と、配向しない領域である非配向領域（１２ｂ）とを含む部位を有する。配向領域（１２ａ）は下記のいずれかの方法にて求めることができる。

（顕微鏡観察）
（１）リフレクター発光面を上になるように置き、上面からリフレクターＸＹ方向の外周部の４辺のいずれかの辺の中点を含む１辺３００μｍの正方形のリフレクター領域を顕微鏡観察する（位置は図３を参照）。
（２）該観察画像を二値化して、二値化画像を得る。ここで二値化とは、構成する各画素に対し、画像内の全画素の明度分布の加重平均値を閾値として、閾値以上を白色、閾値未満を黒色と分類することを言う。これにより、繊維状無機物のみが黒色、その他の成分が白色となり、繊維状無機物の形状が把握できるようになる。
（３）前記二値化画像の繊維状無機物の外形を画像処理ソフトＩｍａｇｅ Ｊを用いて楕円近似する。
（４）該楕円近似された各繊維状無機物の長軸の中央部分とリフレクター外周部の辺からの角度を求め、これらの平均角度を配向角度０度と定義する。
（５）該配向角度０度からの各繊維状無機物の配向角度を求める。９０％以上の繊維状無機物の配向角度が±２０度の範囲にある領域が配向領域（１２ａ）、９０％以上の繊維状無機物の配向角度が±２０度を超える領域が非配向領域（１２ｂ）と認定する。
（６）顕微観察された繊維状無機物の高さを超えない厚みで研磨を行い、同様に配向角度を求める。本操作を繰り返すことで厚み方向の配向領域を求めることができる。
上記測定は光学顕微鏡（Ａｘｉｏ Ｉｍａｇｅｒ Ｍ１ｍ（株）カールツァイス製）にて倍率を適宜調整して測定した。

（Ｘ線ＣＴ）
（１）リフレクター発光面を上になるように置き、Ｘ線ＣＴ装置を用いて上面から断層写真を撮る。上面からリフレクターＸＹ方向の外周部の４辺のうち、いずれかの辺の中点を含む１辺３００μｍの正方形のリフレクター領域を拡大する（位置は図３を参照）。
（２）該観察画像を二値化して、二値化画像を得る。ここで二値化とは、構成する各画素に対し、画像内の全画素の明度分布の加重平均値を閾値として、閾値以上を白色、閾値未満を黒色と分類することを言う。これにより、繊維状無機物のみが黒色、その他の成分が白色となり、繊維状無機物の形状が把握できるようになる。
（３）前記二値化画像を画像処理ソフトＩｍａｇｅ Ｊを用いてフーリエ変換することにより、パワースペクトル画像を得る。なお、パワースペクトル画像の明度は対数で表す。
（４）前記パワースペクトル画像を二値化して、二値化画像を得る。当該二値化における、画像濃度閾値は画像内の明度分布の、明側の半値位置とする。
（５）二値化したパワースペクトル画像を、画像処理ソフトＩｍａｇｅ Ｊを用いて楕円近似する。
（６）近似楕円の長軸/短軸の比率が２以上であれば配向領域（１２ａ）、２より小さければ非配向領域（１２ｂ）と認定する。
（７）顕微観察された繊維状無機物の繊維断面より小さい幅毎に、本操作を繰り返すことで厚み方向の配向領域を求めることができる。

上記（１）における断層写真は、例えば、ヤマト科学（株）製「ＴＤＭ１０００-ＩＷ」を用いて、断面のＣＴ画像（Ｘ−Ｚ断面、Ｙ−Ｚ断面、Ｘ−Ｙ断面）を取得することができる。測定条件例を下記に示す。
測定条件：
（１）Ｘ線条件
Ｘ線管電圧：７５．０（ｋＶ）
Ｘ線管電流：０．０１（ｍＡ）
（２）スキャン位置
拡大軸 位置：１０.０（ｍｍ）
（３）スキャンパラメータ
ビュー数：３６０
フレーム数／ビュー：３
（４）再構成情報
マトリックスサイズ Ｘ，Ｙ，Ｚ：各５１２
視野 Ｘ，Ｙ，Ｚ：各２．２６８（ｍｍ）
ボクセルサイズ Ｘ，Ｙ，Ｚ：各０．００４４３（ｍｍ）

本願発明においては、光半導体装置の外形が切削によって形成されたリフレクターの厚み方向において、該繊維状無機物の配向領域（１２ａ）の厚みがリフレクター部の全体厚みに対して５０％以下であることを特徴とする。
また、上記配向領域（１２ａ）の厚さの条件を満足するのであれば、例えば図１に示すように、光半導体素子の実装面に配向領域が存在していてもよい。
このような配向角度の異なる領域（配向領域及び非配向領域）を上述のような配置及び厚さで含有することにより、加熱等によっても反りを生じることのないリフレクターが得られる。

［繊維状無機物］
本発明に用いられる繊維状無機物質としては、本発明の効果を奏する範囲内で特に制限はないが、アスペクト比が２〜５０であることが好ましく、５〜５０であることがより好ましい。アスペクト比が２以上であると、機械的強度、曲げ強度などの機械的特性を向上させることができる。一方、アスペクト比が５０以下であると、配向の生じる度合いが少なくなる。
また、繊維状無機物質の繊維長としては、１０〜１０００μｍであることが好ましい。該繊維長が１０μｍ以上であると、機械的特性を向上させることができ、一方、該繊維長が１０００μｍ以下であると反射特性を阻害することがない。以上の観点から、繊維状無機物質の繊維長は、３０〜２００μｍの範囲であることがさらに好ましい。

繊維状無機物質の材料としては、ガラス繊維、ゼオライト繊維、チタン酸カリウム繊維、セラミック繊維、ケイ酸カルシウム繊維などが挙げられるが、なかでもガラス繊維が、透明性、強靭性等の点から好ましい。
繊維状無機物質の含有量としては、リフレクターを形成する樹脂１００質量部に対して、１０〜３００質量部であることが好ましい。１０質量部以上であれば、繊維状無機物質の添加効果が現れ、機械的特性が改良される。一方、３００質量部以下であれば、成形性と成形品の強度が良好となる。以上の観点から、繊維状無機物質の含有量は５０〜２００質量部の範囲であることがさらに好ましい。

本発明のリフレクターは、上述のように、樹脂及び繊維状無機物を含有する樹脂組成物により形成される。ここで用いられる樹脂としては、成形性、加工性等の点からは熱可塑性樹脂が好ましい。
［熱可塑性樹脂］
熱可塑性樹脂の種類としては、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリフタルアミド、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー、ポリエーテルサルホン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルイミド等が挙げられ、これらのうちオレフィン樹脂（ポリオレフィン）が好ましい。オレフィン樹脂とは、主鎖が炭素−炭素結合からなる構成単位の重合体であり、炭素結合には環状の構造を含む場合もある。単独重合体でもよく、他のモノマーと共重合してなる共重合体でもよい。例えば、ノルボルネン誘導体を開環メタセシス重合させた樹脂あるいはその水素添加、エチレン、プロピレン等のオレフィンのそれぞれ単独重合体、あるいはエチレン−プロピレンのブロック共重合体、ランダム共重合体、あるいはエチレン及び／又はプロピレンと、ブテン、ペンテン、ヘキセン等の他のオレフィンとの共重合体、更には、エチレン及び／又はプロピレンと、酢酸ビニル等の他の単量体との共重合体等が挙げられる。なかでも、ポリメチルペンテンが好ましい。ポリメチルペンテンは屈折率が１．４６とガラス繊維やシリカ粒子の屈折率に近いため、混合した際でも透過率や反射率等の光学特性の阻害を抑えることが可能である。
ポリメチルペンテン樹脂としては４−メチルペンテン−１の単独重合体が好ましいが、４−メチルペンテン−１と他のα−オレフィン、例えばエチレン、プロピレン等の炭素数２〜２０のα−オレフィンとの共重合体でもよい。
ポリメチルペンテンは、電子線により硬化させることができるが、架橋と同時に分子鎖の切断が起こるために、電子線による有効な架橋を促進させるために、架橋処理剤を組み合わせて用いることが好ましい。

上記熱可塑性樹脂としては、電子線硬化性樹脂を用いることが、優れた耐熱性を付与し得る点から好ましい。電子線硬化性樹脂を用いる場合の加速電圧については、用いる樹脂やリフレクターの厚さに応じて適宜選定し得るが、通常加速電圧７０〜１００００ｋＶ程度で硬化させることが好ましい。
また、照射線量は、樹脂層の架橋密度が飽和する量が好ましく、通常５〜６００ｋＧｙ（０．５〜６０Ｍｒａｄ）、好ましくは１０〜４００ｋＧｙ（１〜４０Ｍｒａｄ）の範囲で選定される。
さらに、電子線源としては、特に制限はなく、例えばコックロフトワルトン型、バンデグラフト型、共振変圧器型、絶縁コア変圧器型、あるいは直線型、ダイナミトロン型、高周波型などの各種電子線加速器を用いることができる。

［架橋処理剤］
本発明のリフレクターを形成する樹脂組成物は、上記材料に加えて、本願発明の効果を阻害しない範囲で架橋処理剤が混合されていてもよい。架橋処理剤としては、飽和もしくは不飽和の環構造を有し、少なくとも１つの環を形成する原子のうち少なくとも１つの原子が、アリル基、メタクリル基、連結基を介したアリル基、及び連結基を介したメタクリル基のいずれかのアリル系置換基と結合してなる構造を有するものが好ましい。
かかる構造を有する架橋処理剤は、特に電子線硬化性樹脂と併用することで、良好な電子線硬化性を発揮し、リフレクターに優れた耐熱性を付与することができる。

飽和もしくは不飽和の環構造としては、シクロ環、ヘテロ環、芳香環等が挙げられる。環構造を形成する原子の数は、３〜１２であることが好ましく、５〜８であることがより好ましく、６員環であることがさらに好ましい。また、連結基としては、エステル結合、エーテル結合、アルキレン基、（ヘテロ）アリーレン基等が挙げられる。
より具体的には、トリアリルイソシアヌレート、メチルジアリルイソシアヌレート、ジアリルモノグリシジルイソシアヌル酸、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート、トリメタリルイソシアヌレート、オルトフタル酸のジアリルエステル、イソフタル酸のジアリルエステル等が挙げられる。

該架橋処理剤の分子量は、樹脂組成物中での分散性が良好であり、有効な架橋反応を起こすという点から、１０００以下が好ましく、５００以下がさらに好ましく、３００以下であることがより好ましい。また、環構造の数は１〜３であることが好ましく、１又は２であることがより好ましく、１であることがさらに好ましい。
また、架橋処理剤の含有量は、樹脂１００質量部に対して、０．５〜４０質量部であることが好ましい。この含有量であると、ブリードアウトすることなく、かつ良好な硬化性を付与することができる。以上の観点から、架橋処理剤の含有量は１〜３０質量部であることがさらに好ましく、５〜２０質量部であることが特に好ましい。

［白色顔料］
本発明のリフレクターに用いる樹脂組成物には、反射効果を高めるために白色顔料を含むことが好ましい。白色顔料としては、酸化チタン、硫化亜鉛、酸化亜鉛、硫化バリウム、チタン酸カリウム等を単独もしくは混合して使用することが可能で、なかでも酸化チタンが好ましい。白色顔料の含有量は、樹脂成分１００質量部に対し、１０〜５００質量部であることが好ましく、５０〜４８０質量部であることがより好ましく、１００〜４５０質量部であることがさらに好ましい。
白色顔料の平均粒径は成形性を考慮し、かつ高い反射率を得る観点から一次粒度分布において０．０５〜０．５０μｍであることが好ましく、０．１０〜０．４０μｍであることがより好ましく、０．１５〜０．３０μｍであることがさらに好ましい。平均粒径は、レーザー光回折法による粒度分布測定における質量平均値Ｄ５０として求めることができる。

［分散剤］
本発明のリフレクターを形成する樹脂組成物は、上記材料に加えて、本願発明の効果を阻害しない範囲で分散剤が混合されていてもよい。分散剤としては、一般的に無機物質を含有する樹脂組成物に用いられるものを使用することができるが、シランカップリング剤が好ましい。シランカップリング剤は樹脂に対する無機物質の分散性、相溶性が高く、リフレクターに高い機械的特性、寸法安定性を付与することができる。
シランカップリング剤としては、例えば、ヘキサメチルジシラザン等のジシラザン；環状シラザン；トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、ジメチルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、トリメトキシシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ｎ−ブチルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキサデシルトリメトキシシラン、ｎ−オクタデシルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、プロペニルトリメトキシシラン、プロペニルトリエトキシシラン、ブテニルトリメトキシシラン、ブテニルトリエトキシシラン、ペンテニルトリメトキシシラン、ペンテニルトリエトキシシラン、ヘキセニルトリメトキシシラン、ヘキセニルトリエトキシシラン、ヘプテニルトリメトキシシラン、ヘプテニルトリエトキシシラン、オクテニルトリメトキシシラン、オクテニルトリエトキシシラン、ノネニルトリメトキシシラン、ノネニルトリエトキシシラン、デケニルトリメトキシシラン、デケニルトリエトキシシラン、ウンデケニルトリメトキシシラン、ウンデケニルトリエトキシシラン、ドデケニルトリメトキシシラン、ドデケニルトリエトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、及びビニルトリアセトキシシラン等のアルキルシラン化合物；γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）３−アミノプロピルトリメトキシシラン、及びＮ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン等のアミノシラン化合物；等が挙げられる。

本発明のリフレクターを形成する樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない限り、種々の添加剤を含有させることができる。例えば、樹脂組成物の性質を改善する目的で、種々のウィスカー、シリコーンパウダー、熱可塑性エラストマー、有機合成ゴム、脂肪酸エステル、グリセリン酸エステル、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の内部離型剤や、ベンゾフェノン系、サリチル酸系、シアノアクリレート系、イソシアヌレート系、シュウ酸アニリド系、ベンゾエート系、ヒンダートアミン系、ベンゾトリアゾール系、フェノール系等の酸化防止剤や、ヒンダードアミン系、ベンゾエート系等の光安定剤といった添加剤を配合することができる。

［リフレクター用樹脂組成物の調製］
本発明のリフレクターを形成する樹脂組成物は、樹脂とガラス繊維、及び必要に応じて添加される白色顔料及びその他の添加剤とを所定比で混合して作製することができる。混合方法としては、２本ロールあるいは３本ロール、ホモジナイザー、プラネタリーミキサー等の撹拌機、ポリラボシステムやラボプラストミル、２軸混練押出機等の溶融混練機等の公知の手段を適用することができる。これらは常温、冷却状態、加熱状態、常圧、減圧状態、加圧状態のいずれで行ってもよい。

［リフレクターの形状］
リフレクター１２の形状は、レンズ１８の端部（接合部）の形状に準じており、通常、角形、円形、楕円形等の筒状又は輪状である。図１の概略断面図においては、リフレクター１２は、筒状体（輪状体）であり、リフレクター１２のすべての端面が基板１４の表面に接触、固定されている。
また、リフレクター１２は、凹部形状のキャビティを有する形状であり、リフレクター１２の内面は、光半導体素子１０からの光の指向性を高めるために、テーパー状に上方に広げられていてもよい。
また、リフレクター１２は、レンズ１８側の端部を、当該レンズ１８の形状に応じた形に加工された場合には、レンズホルダーとしても機能させることができる。

［リフレクターの製造方法］
本発明に係るリフレクターの製造方法としては、特に限定されるものではないが、上記樹脂組成物を用いた射出成形による製造が好ましい。このとき、成形性の観点から、シリンダー温度は２００〜４００℃が好ましく、２２０〜３２０℃がより好ましい。また、金型温度は１０〜１７０℃が好ましく、２０〜１５０℃がより好ましい。
本発明に係るリフレクターは、さらに必要に応じて、成形工程の前又は後に、電離放射線照射処理を施しても良く、なかでも、電子線照射処理が好ましい。電子線照射処理を施すことによって、リフレクターの機械的特性、寸法安定性を向上させることができる。。

＜封止樹脂＞
本発明に係るリフレクターのキャビティは、光半導体素子を封止するとともに光半導体素子から発せられた光を外部に透過させることが可能な樹脂（封止樹脂）で封止されていることが好ましい。ワイヤーボンディング実装において、リード線に直接接触することにより加わる力、及び、間接的に加わる振動、衝撃等により、光半導体素子との接続部、及び／又は、電極との接続部からリード線が外れたり、切断したり、短絡したりすることによって生じる電気的な不具合を防止することができる。また、同時に、湿気、塵埃等から光半導体素子を保護し、長期間に渡って信頼性を維持することができる。
封止樹脂として用いられるものとしては、特に限定されるものではないが、シリコーン樹脂、エポキシシリコーン樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。これらのうち、耐熱性、耐候性、低収縮性及び耐変色性の観点から、シリコーン樹脂が好ましい。

＜光半導体素子＞
光半導体素子は、放射光（一般に、白色光ＬＥＤにおいてはＵＶ又は青色光）を放出する、例えば、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＧａＰ又はＧａＮからなる活性層を、ｎ型及びｐ型のクラッド層により挟んだダブルヘテロ構造を有する半導体チップ（発光体）であり、例えば、一辺の長さが０．５ｍｍ程度の六面体の形状をしている。そして、ワイヤーボンディング実装の形態の場合には、リード線を介してリード部に接続されている。

＜光半導体実装用基板＞
本願発明の光半導体実装用基板は、上記半導体発光装置に好適に用いられ、基板１４及び凹部形状のキャビティを有するリフレクター１２を備える。該リフレクターは、繊維状無機物を含有する樹脂組成物から形成され、かつ該リフレクターは繊維状無機物の配向角度が、一定方向に対して±２０度の範囲にある配向領域と、それ以外の非配向領域を含む構造を有し、光半導体装置の外形が切削によって形成された該リフレクターの厚み方向において、該繊維状無機物の配向領域（１２ａ）の厚みがリフレクター部の全体厚みに対して５０％以下であることを特徴とする。なお、繊維状無機物の配向角度は、上述の方法により測定されるものである。

＜光半導体実装用基板の製造方法＞
本発明の光半導体実装用基板の製造方法の一例について、図２を参照しつつ説明するが、本発明の光半導体実装用基板の製造方法は、この例によってなんら限定されるものではない。
まず、基板（金属フレーム又はリードフレーム）１４上にリフレクターを形成するための樹脂組成物を、所定形状のキャビティ空間を備える金型を用いたトランスファー成形、圧縮成形、射出成形等により成形し、所定形状のリフレクターを複数有する成形体を得る。リフレクターを複数個、同時に作製することができるので効率的であり、射出成形が好ましい手法である。このようにして得た成形体は必要に応じて電子線照射等の硬化過程を経てもよい。この段階、すなわち基板上にリフレクターを載置したものが光半導体実装用基板（図２（ａ））である。

＜半導体発光装置の製造方法＞
続いて、本発明の半導体発光装置の製造方法の一例について、図２を参照しつつ説明するが、本発明の半導体発光装置の製造方法は、この例によってなんら限定されるものではない。
上記光半導体実装用基板に、別途、準備したＬＥＤチップ等の光半導体素子１０を配置する（図２（ｂ））。この際、光半導体素子１０を固定するために、接着剤や接合部材を用いてもよい。
次に、図２（ｃ）に示すように、リード線１６を設けて、光半導体素子とリード部（電極）を電気的に接続する。その際には、リード線の接続を良好にするために、１００〜２５０℃で５〜２０分間加熱することが好ましい。

その後、図２（ｄ）に示すように、リフレクターのキャビティ２０に封止樹脂を充填し、硬化させて封止部２２を作製する。
次に、図２（ｅ）に示すように、リフレクターのほぼ中央（図２の点線部）で、ダイシングなどの方法で個片化し、図１に示す半導体発光装置を得る。必要に応じて、封止部２２上にレンズ１８を配設することができる。なおその場合は、封止樹脂が未硬化の状態でレンズ１８を載置してから、封止樹脂を硬化させてもよい。
該半導体発光装置を配線基板２４上に接続し、実装したものが図２（ｆ）である。半導体発光装置を配線基板上に実装する方法は、特に限定されるものではないが、溶融させた半田を用いて行うことが好ましい。より具体的には、配線基板上に半田を設けておき、その半田上にパッケージを載せてから、リフロー炉により一般的な半田の溶融温度である２２０〜２７０℃に加熱して、半田を溶融させて配線基板上に半導体発光装置を実装する方法（半田リフロー法）である。上記の半田を用いる方法で使用する半田は、周知のものが使用できる。

次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、この例によってなんら限定されるものではない。
（評価方法）
各実施例及び比較例にて作製した成形体に、加速電圧８００ｋＶ、照射線量４００ｋＧｙにて電子線を照射して硬化させた。硬化後の成形体（複数のリフレクター）について、以下の（１）の方法で評価した。また、該成形体（複数のリフレクター）と別途準備したＬＥＤ素子、及び電極を接着剤により基板上に固定し、リード線によりＬＥＤ素子と電極を接続した後、ダイシングして個片化し、半導体発光装置（ＬＥＤパッケージ）を得た。該半導体発光装置について、以下（２）及び（３）の方法で評価した。

（１）反りの平均値
成形物を定盤の上に静置し、四隅の反りを、隙間ゲージを用いて測定し、その平均値を算出した。
（２）繊維状無機物の配向角度
光学顕微鏡（Ａｘｉｏ Ｉｍａｇｅｒ Ｍ１ｍ（株）カールツァイス製）および画像処理ソフトＩｍａｇｅ Ｊを用い、明細書本文中に記載の方法により、繊維状物質の配向角度を測定した。また、配向領域および配向領域の全リフレクターの厚さに対する比率を求めた。尚、研磨は１０μｍ毎に行った。
（３）密着度
各リフレクターと基板の密着度を、レッドチェック試験で測定し、判定した。
リフレクターのキャビティにレッドインキ（（株）パイロットコーポレーション製「ＩＮＫ３０Ｒ」）を０．８μＬ垂らし、６時間後の裏面へのインキの漏れ具合を５０倍の光学顕微鏡で観察した。評価基準は以下の通りである。
〇 ６時間経過後でも漏れは見られなかった。
× ６時間経過前に漏れが見られた。

実施例１
ポリメチルペンテン（三井化学（株）製「ＴＰＸ ＲＴ１８」、以下「ＰＭＰ」と記載）１００質量部に対して、酸化チタン（石原産業（株）製「ＰＦ−６９１」、ルチル型、平均粒径０．２１μｍ、以下「ＴｉＯ₂」と記載）４５０質量部、ガラス繊維（日東紡績（株）製「ＰＦ７０Ｅ−００１」、繊維長７０μｍ、以下「ＧＦ」と記載）１２０質量部、添加剤としてトリアリルイソシアネート（日本化成（株）製、以下「ＴＡＩＣ」と記載）１８質量部、ＩＲＧＡＮＯＸ１０１０（ＢＡＳＦ・ジャパン（株）製）５質量部、ＰＥＰ−３６（（株）ＡＤＥＫＡ社製）０．５質量部、ＳＺ−２０００（堺化学（株）製）０．５質量部、分散剤（信越化学工業（株）製「ＫＢＭ−３０６３」）７質量部を配合、混練し、樹脂組成物を得た。なお、混練はポリラボシステム（バッチ式２軸）で行った。
この樹脂組成物と銅板を銀めっきした基板（金属フレーム、リードフレーム）板厚０．２５ｍｍを用い、インサート射出成形法によって複数のリフレクターを有する６０ｍｍ×６０ｍｍ×１ｍｍの成形体を得た。該成形体および上記方法で作製される半導体発光装置を上記方法（１）〜（３）により評価した。評価結果を第１表に示す。

実施例２〜４
実施例１の射出成形条件を適宜変更したこと以外は同様にして、成形体および半導体発光装置の作製及び評価を行った。結果を第１表に示す。

比較例１
実施例１の射出成形条件を適宜変更したこと以外は同様にして、成形体および半導体発光装置の作製及び評価を行った。結果を第１表に示す。

本発明によれば、加熱等によっても反りを生じることがないため、個片化したリフレクターを有する半導体発光装置及び光半導体実装用基板においても、基板との密着性が極めて高い。

１；半導体発光装置
１０；半導体素子
１２；リフレクター
１２ａ；配向領域
１２ｂ；非配向領域
１３ａ；パッド部
１３ｂ；リード部
１４；基板（金属フレーム、リードフレーム）
１５；絶縁部
１６；リード線
１８；レンズ
２０；キャビティ
２２；封止部
２４；配線基板

Claims (16)

1. 基板、凹部形状のキャビティを有するリフレクター、及び光半導体素子を少なくとも備えた半導体発光装置であって、該リフレクターは、繊維状無機物を含有する樹脂組成物から形成され、かつ該リフレクターの厚み方向において、繊維状無機物が配向した領域と配向しない領域を含む部位を有し、その部位における該繊維状無機物が配向した領域の厚みが、リフレクター部の全体厚みに対して５０％以下であることを特徴とする半導体発光装置。
2. 基板、凹部形状のキャビティを有するリフレクター、及び光半導体素子を少なくとも備えた光半導体発光装置であって、該半導体発光装置の外形が、切削によって形成されたものであり、該切削面が、繊維状無機物が配向した領域と非配向領域から形成され、任意の部位におけるその繊維状無機物が配向した領域の厚みが、リフレクター部の全体厚みに対して５０％以下であることを特徴とする半導体発光装置。
3. 前記繊維状無機物のアスペクト比が２〜５０である請求項１又は２に記載の半導体発光装置。
4. 前記繊維状無機物の繊維長が１０〜１０００μｍである請求項１〜３のいずれかに記載の半導体発光装置。
5. 前記樹脂が熱可塑性樹脂である請求項１〜４のいずれかに記載の半導体発光装置。
6. 前記光半導体素子がＬＥＤ素子である請求項１〜５のいずれかに記載の半導体発光装置。
7. 前記樹脂組成物がさらに白色顔料を含む請求項１〜６のいずれかに記載の半導体発光装置。
8. 前記リフレクターのキャビティに封止樹脂が充填されてなる請求項１〜７のいずれかに記載の半導体発光装置。
9. 前記樹脂組成物がさらに架橋処理剤を含む請求項１〜８のいずれかに記載の半導体発光装置。
10. 基板及び凹部形状のキャビティを有するリフレクターを備えた半導体実装用基板であって、該リフレクターは、繊維状無機物を含有する樹脂組成物から形成され、かつ該リフレクターの厚み方向において、繊維状無機物が配向した領域と配向しない領域を含む部位を有し、その部位における該繊維状無機物が配向した領域の厚みが、リフレクター部の全体厚みに対して５０％以下であることを特徴とする半導体実装用基板。
11. 基板及び凹部形状のキャビティを有するリフレクターを備えた半導体実装用基板であって、半導体実装用基板の外形が、切削によって形成されたものであり、該切削面が、繊維状無機物が配向した領域と非配向領域から形成され、任意の部位における該繊維状無機物が配向した領域の厚みが、リフレクター部の全体厚みに対して５０％以下であることを特徴とする半導体実装用基板。
12. 前記繊維状無機物のアスペクト比が２〜５０である請求項１０又は１１に記載の光半導体実装用基板。
13. 前記繊維状無機物の繊維長が１０〜１０００μｍである請求項１０〜１２のいずれかに記載の光半導体実装用基板。
14. 前記樹脂が熱可塑性樹脂である請求項１０〜１３のいずれかに記載の光半導体実装用基板。
15. 前記樹脂組成物がさらに白色顔料を含む請求項１０〜１４のいずれかに記載の光半導体実装用基板。
16. 前記樹脂組成物がさらに架橋処理剤を含む請求項１０〜１５のいずれかに記載の光半導体実装用基板。